Durante el uso ARNm como medicina es nuevo, el ARNm ha estado dentro de ti durante toda tu vida. Las células de su cuerpo crean ARNm que sirven como instrucciones para producir proteínas específicas que necesita para funcionar. Los investigadores pueden crear nuevos ARNm para corregir esas instrucciones cuando no funcionan.
Soy un biólogo molecular que estudia cómo las células controlan sus ARNm para producir las proteínas que necesitan, una cuestión básica de cómo funciona la vida a nivel celular. Si bien la mayoría de los científicos que estudian los ARNm no crean nuevos medicamentos, esta comprensión fundamental de cómo funciona el ARNm sentó las bases para que otros científicos crearan medicamentos de ARNm eficaces, como las vacunas contra la COVID-19.
Al modificar estas instrucciones, los científicos pueden crear nuevos medicamentos potentes para reparar una variedad de problemas en las células.
¿Qué hace el ARNm?
Para comprender qué hacen los ARNm de sus células por usted, comencemos con su pariente más conocido, el ADN.
El ADN es como un conjunto de libros de cocina llenos de diferentes recetas, o genes, para producir proteínas. Las personas producen alrededor de 100.000 proteínas diferentes que son esenciales para el funcionamiento normal, como descomponer los nutrientes y llevar a cabo otras reacciones químicas importantes. Cuando las células necesitan producir una de esas proteínas, no leen la receta directamente del ADN. En lugar de ello, hacen una copia en forma de una molécula similar: el ARNm. La “m” significa mensajero, ya que el ARNm contiene el mensaje o receta que codifica una proteína. Aproximadamente un tercio de la energía de una célula se dedica a mantener las proteínas que necesita, por lo que las células están bien equipadas para reconocer, utilizar y luego destruir el ARNm una vez que ya no es necesario.
El lenguaje del ARNm está formado por cuatro bloques de construcción llamados nucleótidos, apodados A, U, C y G. La receta para producir una proteína contiene sólo palabras de tres letras, lo que significa que sólo hay 64 palabras posibles. Los científicos saben exactamente qué palabras corresponden a cada componente básico de la proteína, por lo que pueden leer fácilmente una receta de ARNm y saber qué proteína se producirá. Las mutaciones en el libro de cocina del ADN pueden alterar o eliminar una receta de ARNm, lo que provoca errores que causan enfermedades en proteínas críticas.
¿Por qué los ARNm son una excelente medicina?
Si bien el ARNm ha estado dentro de nosotros todo el tiempo, los científicos tardaron décadas de investigación en comprender cómo las células reconocen el ARNm y lo utilizan para producir proteínas. Pero finalmente quedó claro que el ARNm podría ser una poderosa herramienta médica.
Dado que los científicos entienden cómo los ARNm codifican las proteínas, pueden crear fácilmente recetas para cualquier proteína. Estas recetas se pueden editar para satisfacer las necesidades del paciente, ya sea proporcionando una receta de ARNm completamente nueva o modificando una existente para crear una ligera variación de la proteína.
La producción de tratamientos de ARNm también es escalable porque los científicos pueden producir grandes cantidades de ARNm en el laboratorio. El método para producir un ARNm es el mismo para todos los ARNm, a diferencia de los medicamentos típicos donde cada compuesto tiene su propia química única y requiere diferentes métodos de fabricación. Es como aprender a hacer risotto: una vez que hayas aprendido la receta básica, podrás hacer infinitas variaciones.
Otro beneficio de utilizar ARNm como fármaco es la capacidad natural de las células para destruirlos cuando no son necesarios. Dado que los ARNm no son permanentes, las dosis se pueden cambiar fácilmente para satisfacer las necesidades cambiantes del paciente.
Vacunas de ARNm más allá del COVID-19
Las vacunas COVID-19 de Moderna y Pfizer-BioNTech son los primeros medicamentos basados en ARNm que obtienen la aprobación de la FDA. Cuando estas vacunas se inyectan en el brazo, el ARNm se absorbe en algunas de las células, que leen la receta del ARNm y producen la proteína de pico que el virus utiliza para invadir las células. Su sistema inmunológico reconoce esta proteína de pico como extraña y produce anticuerpos que preparan su cuerpo para atacar el virus si lo encuentra más adelante.
Estas vacunas de ARNm demuestran la flexibilidad de las terapias basadas en ARNm. A medida que el virus que causa la COVID-19 muta, nuevas variantes virales pueden evadir los anticuerpos existentes y provocar nuevas oleadas de enfermedades. Sin embargo, los científicos pueden secuenciar nuevas recetas de ARNm basadas en estas variantes y modificar las recetas de las vacunas para que coincidan con ellas. Los refuerzos que contienen estas recetas editadas le enseñan a su cuerpo a producir nuevos anticuerpos que se dirigen a las últimas versiones de la proteína de pico viral.
Ya se están realizando ensayos clínicos para otras vacunas basadas en ARNm, incluidas vacunas contra la gripe estacional, el herpes y el virus respiratorio sincitial.
También hay muchas más vacunas en etapas anteriores de desarrollo para combatir enfermedades como el norovirus, la enfermedad de Lyme, el Zika y el herpes zóster.
ARNm como tratamiento para enfermedades.
El potencial de la medicina basada en ARNm se extiende más allá de las vacunas para prevenir enfermedades infecciosas. Un ejemplo es el uso de ARNm para tratar el cáncer.
Algunos tratamientos contra el cáncer con ARNm funcionan como vacunas: entrenan al sistema inmunológico para atacar específicamente las células cancerosas. A medida que las células cancerosas crecen, rápidamente adquieren mutaciones en muchos genes. Las vacunas contra el cáncer contienen recetas de ARNm basadas en mutaciones que se encuentran comúnmente en ciertos tipos de tumores. Cuando se inyectan en el cuerpo, los ARNm de las vacunas permiten que las células normales produzcan esas proteínas mutadas y las transmitan al sistema inmunológico, aumentando la producción de anticuerpos. Estos anticuerpos se unen a las células cancerosas y las marcan para el ataque inmunológico.
Encontrar el objetivo proteico correcto para un cáncer determinado es esencial. Idealmente, el objetivo es exclusivo de la célula cancerosa para que el sistema inmunológico no ataque a las células sanas. La proteína objetivo también debería ser fácil de detectar para el sistema inmunológico, lo que convierte a las proteínas de superficie en buenos objetivos. Las vacunas contra el cáncer, como la BNT-111 de BioNTech para el melanoma, se dirigen a las mutaciones cancerosas más comunes con la esperanza de ayudar a muchos pacientes. Pero los pacientes no se beneficiarán del tratamiento si sus células cancerosas no tienen esas mutaciones particulares.
Debido a que es tan fácil cambiar las recetas de ARNm, las vacunas contra el cáncer pueden ser parte de un plan de medicina personalizado en el que los médicos toman muestras del tumor de un paciente, secuencian genes clave y ajustan el tratamiento con ARNm para incluir recetas específicas para el cáncer de ese paciente. Se están realizando ensayos clínicos que utilizan este enfoque personalizado para el cáncer de páncreas.
El futuro de la medicina basada en ARNm
Muchas enfermedades surgen de células que producen una proteína incorrecta, una versión mutante de la proteína o una cantidad insuficiente de la proteína normal. Si los científicos pueden entregar una versión corregida de la receta del ARNm a suficientes células afectadas, entonces el ARNm proporcionará los medios para producir la proteína adecuada.
Los científicos están explorando el uso del ARNm para tratar enfermedades cardíacas, enfermedades neurodegenerativas, pérdida ósea y mucho más. Aunque la mayoría de estos estudios aún se encuentran en una fase muy temprana de desarrollo, brindan esperanza para futuros tratamientos que utilicen ARNm para terapias de reemplazo de proteínas.
Por ejemplo, un fármaco de ARNm aumenta la formación de nuevos vasos sanguíneos, lo que puede mejorar la cicatrización de heridas en pacientes diabéticos que tienen mala circulación sanguínea y mayores riesgos de amputación. Otro ejemplo es el uso de ARNm para tratar la acidemia propiónica, una enfermedad en la que los niños tienen niveles bajos de dos proteínas hepáticas que normalmente evitan que se acumulen subproductos tóxicos en el cuerpo.
La capacidad de personalizar y producir fácilmente ARNm aumenta su potencial como terapias efectivas y personalizadas (con menos efectos secundarios) que pueden ayudar a muchas personas.
Angie Hilliker es profesora asociada de biología en la Universidad de Richmond. Este artículo se republica desde La conversación.
2023-12-18 11:00:00
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