Las próximas vacunas podrían obtenerse a partir de plantas

La tecnología para la elaboración de vacunas de origen vegetal podría facilitar el acceso a vacunas contra la Covid-19 en los países en desarrollo.

La pandemia de COVID-19 ha revelado brechas abismales con respecto a la capacidad de producción de vacunas en los diferentes países del mundo. Actualmente, para fabricar y distribuir miles de millones de vacunas anti-covid-19, estos países deben lidiar con problemas de contaminación y control de calidad. 

Las vacunas convencionales también deben mantenerse refrigeradas, algunas incluso por debajo de los -60°C, durante el transporte y almacenamiento. Mantener la cadena de frío de las vacunas no solo implica un gran costo, sino que también es una barrera importante para la distribución de vacunas en comunidades rurales de difícil acceso y en países con infraestructura limitada. Por eso, algunos científicos creen que, a la hora de fabricar vacunas, la solución es utilizar plantas.

Si bien todavía no hay vacunas de origen vegetal disponibles para uso en humanos, sí existen varias en investigación. Medicago, una empresa canadiense de biotecnología, ha desarrollado una vacuna anti-covid-19 de origen vegetal que actualmente se encuentra en la fase III de los ensayos clínicos. 

La vacuna de origen vegetal que la compañía desarrolló para combatir la influenza ya superó los ensayos clínicos y solo falta la aprobación final del gobierno canadiense, según Brian Ward, médico titular de la compañía. En diciembre, Kentucky BioProcessing (USA), la rama de biotecnología de la British American Tobacco Company, anunció que su vacuna anti-Covid-19, de origen vegetal, estaba entrando en fase I de los ensayos clínicos, y en octubre pasado, Icon Genetics GmbH, empresa japonesa, comenzó los ensayos clínicos de fase I para su vacuna de origen vegetal contra la enfermedad por norovirus. 

El gobierno de Corea del Sur ha invertido $13.5 mil millones en la investigación de vacunas de origen vegetal, y para octubre, la ciudad de Pohang espera la inauguración de la primera fábrica de producción de vacunas de origen vegetal del país. 

“La industria de las vacunas de origen vegetal ha ido avanzando a paso lento pero firme. Hemos llegado a un punto en el que resulta factible y rápido desarrollar una vacuna anti-covid, así que, podríamos contar con decenas de millones de vacunas en los próximos seis meses más o menos”, expresa Kathleen Hefferon, autora y profesora de microbiología en la Universidad de Cornell, que se especializa en investigación de plantas y biotecnología agrícola. 

Los problemas con las vacunas tradicionales

Para fabricar vacunas, los científicos deben producir enormes cantidades de antígenos, esto es, moléculas que desencadenan una respuesta inmune a un virus o bacteria específicos. Entre los antígenos más comunes se encuentran los virus y bacterias inactivados o muertos, toxinas o proteínas virales y bacterianas como la proteína S de la Covid-19. 

Los antígenos para las vacunas convencionales se logran introduciendo un virus o un fragmento de código genético viral en células controladas por laboratorio (de insectos, riñones de mono, ovarios de hámster, por ejemplo) para que estas generen copias del virus o antígeno. 

El problema es que los biorreactores son muy costosos, deben ser manipulados por personal capacitado e implican un alto riesgo de contaminación; por eso, los biorreactores que alojan diferentes tipos de antígenos deben ubicarse en edificios separados y en condiciones estériles estrictamente controladas.

El Departamento de Defensa de EE. UU. calculó que mantener durante 25 años una instalación que fabrica solo tres vacunas cuesta $1.5 mil millones.

“Fábricas vegetales” de vacunas

Con las vacunas de origen vegetal, se prescinde de los biorreactores porque las plantas mismas funcionan como biorreactores. Las plantas se cultivan en invernaderos de calidad farmacéutica con clima controlado que evitan la entrada de insectos y plagas, pero no requieren condiciones de esterilidad.

Para las vacunas convencionales, una vez que el virus o las partículas virales se extraen de las células y se purifican, deben mantenerse refrigerados. 

Pero otras vacunas de origen vegetal no tienen esa exigencia al eliminar por completo el paso de purificación. La lechuga genéticamente modificada también se usa comúnmente para hacer vacunas. Según Henry Daniell, un investigador de la Universidad de Pensilvania que ha estado involucrado en el trabajo de vacunas a partir de la lechuga, los científicos usan una pistola para insertar una porción de ADN viral en el genoma del cloroplasto de una semilla de lechuga, la parte de la planta donde ocurre la fotosíntesis, el proceso por el cual una planta convierte la luz solar en energía utilizable. Los cloroplastos contienen alrededor de 100 copias de su genoma, a diferencia de la mayoría de las otras células, que tienen una sola copia. Esto significa que los cloroplastos pueden producir hasta 100 veces la cantidad de antígeno objetivo.

Como la lechuga es una planta comestible, en lugar de purificar las partículas pseudovíricas eliminando todas las células de la planta y desechos, se muelen los cloroplastos que contienen el antígeno hasta obtener un polvo que se utiliza para elaborar una píldora o cápsula, que puede administrarse por vía oral. La ventaja de una vacuna en forma de píldora es que puede almacenarse a temperatura ambiente durante períodos prolongados, y, por lo tanto, prescindir de la cadena de frío.

Los costos estimados para fabricar vacunas de origen vegetal aún no se han dado a conocer públicamente, pero según Daniell, “no hay duda de que utilizar plantas en lugar de biorreactores será más barato. Las instalaciones de fermentación del biorreactor cuestan cientos de millones de dólares, y luego hay que hablar del proceso de purificación y la cadena de frío, y otros requerimientos».

La tecnología emergente de vacunas de origen vegetal no solo servirá para enfrentar pandemias actuales y futuras, sino que también permitirá expandir la producción de vacunas a los países en desarrollo, según Hefferon. 

“Existe una abrumadora desigualdad en el acceso a vacunas entre los países ricos y pobres, y si se pueden implementar nuevas plataformas de fabricación, entonces habrá más vacunas disponibles para más personas”, dice Tregoning.

Fuente: National Geographic.