Tipos de vacunas

Los científicos adoptan diferentes enfoques para diseñar vacunas contra un microbio. Estas alternativas se basan normalmente en información fundamental acerca del microbio, como la manera en que infecta a las células y cómo lo combate el sistema inmunitario, así como consideraciones prácticas, como regiones del mundo donde debería utilizarse la vacuna. Los investigadores pueden recurrir alternativamente a las siguientes opciones:

• Vacunas vivas atenuadas
• Vacunas inactivadas
• Vacunas de subunidades
• Vacunas con toxoides
• Vacunas combinadas
• Vacunas de ADN
• Vacunas de vectores recombinantes

Vacunas vivas atenuadas

Las vacunas vivas atenuadas contienen una versión de microbios vivos que han sido debilitados en el laboratorio para que no puedan causar la enfermedad. Dado que la vacuna viva atenuada es lo más parecido a una infección natural, estas vacunas son buenas "maestras" para el sistema inmunitario. Provocan respuestas celulares y de anticuerpos fuertes y a menudo ofrecen inmunidad de por vida con solo una o dos dosis.

Sin embargo, a pesar de las ventajas de las vacunas vivas atenuadas, existen algunos inconvenientes. Se trata de la naturaleza que tienen los seres vivos de cambiar o mutar, lo cual no difiere de los organismos utilizados en las vacunas vivas atenuadas. Existe la posibilidad remota de que los microbios atenuados en la vacuna se transformen en una forma virulenta y provoquen la enfermedad. Además, no todas las personas pueden recibir las vacunas vivas atenuadas de forma segura. Para su propia protección, las personas con sistemas inmunitarios deficientes o debilitados (porque hayan recibido tratamientos de quimioterapia o tengan HIV, por ejemplo) no pueden recibir vacunas vivas.

Otra limitación es que las vacunas vivas atenuadas, por lo general, deben estar refrigeradas para conservar su actuación. Es probable que la vacuna viva no sea la mejor opción si se debe enviar al extranjero o si debe ser almacenada por personal de cuidados de salud en países en vías de desarrollo que carecen de un sistema de refrigeración generalizado.

Para ciertos virus, las vacunas vivas atenuadas son relativamente fáciles de elaborar. Por ejemplo, las vacunas contra sarampión, paperas y varicela se formulan a través de este método. Los virus son simples microbios que contienen una pequeña cantidad de genes y los científicos pueden, por lo tanto, controlar más fácilmente sus características. A menudo, los virus se atenúan mediante el crecimiento de generaciones de los mismos en células donde se reproducen sin problema alguno. Este entorno hostil debilita a los virus: a medida que evolucionan para adaptarse al nuevo entorno, se hacen más débiles con respecto a su entorno natural, los seres humanos.

Las vacunas vivas atenuadas son más difíciles de crear para las bacterias. Las bacterias contienen miles de genes y, por tanto, son más difíciles de controlar. Sin embargo, los científicos que trabajan en vacunas vivas para las bacterias, podrían ser capaces de utilizar tecnología de ADN recombinante para eliminar varios de los genes clave. Se ha utilizado este enfoque en la creación de la vacuna contra la bacteria que causa el cólera, Vibrio cholerae, aunque la vacuna viva contra el cólera todavía no está aprobada en Estados Unidos.

Vacunas inactivadas

Los científicos crean vacunas inactivadas matando los microbios que causan la enfermedad con químicos, calor o radiación. Estas vacunas son más estables y seguras que las vacunas vivas: los microbios muertos no pueden mutar al estado en el que causaban la enfermedad. Por lo general, las vacunas inactivadas no requieren refrigeración y pueden almacenarse y transportarse liofilizadas, lo cual las hace más accesibles para las personas en países en desarrollo.

Sin embargo, la mayoría de las vacunas inactivadas, estimulan una respuesta del sistema inmunitario más débil que las vacunas vivas. Por ello, seguramente serían necesarias varias dosis adicionales o vacunas de refuerzo para mantener la inmunidad de una persona. Resultarían inconvenientes en zonas donde la gente no tiene un acceso regular a los servicios de salud y no puede recibir vacunas de refuerzo a tiempo.

Vacunas de subunidades

Las vacunas de subunidades, en lugar de incluir el microbio entero, incluyen solo los antígenos que mejor estimulan al sistema inmunitario. En algunos casos, estas vacunas utilizan epítopos, las porciones determinantes del antígeno que los anticuerpos o las células T reconocen y a las cuales de adhieren. Puesto que las vacunas de subunidades contienen solo los antígenos esenciales y no todas las demás moléculas que conforman el microbio, las posibilidades de existir reacciones adversas a la vacuna son menores.

Las vacunas de subunidades pueden contener de 1 a 20 o más antígenos. Por supuesto, identificar cuáles antígenos estimulan mejor el sistema inmunitario supone un proceso complejo y prolongado. No obstante, una vez que los científicos lo consiguen, pueden crear vacunas de subunidades de una de las dos maneras:

• Pueden cultivar microbios en el laboratorio y luego utilizar químicos para desintegrarlo y recolectar los antígenos importantes.
• Pueden fabricar las moléculas de antígeno a partir del microbio usando tecnología de ADN recombinante. Las vacunas creadas de esta manera se denominan “vacunas de subunidades recombinantes”.

Se ha formulado una vacuna de subunidades recombinante para el virus de la hepatitis B. Los científicos introdujeron genes de la hepatitis B que codifican importantes antígenos en levadura común. La levadura posteriormente produjo los antígenos, los cuales fueron recolectados y purificados por los científicos para agregarlos en la vacuna. Siguen las investigaciones sobre una vacuna de subunidades recombinante contra el virus de la hepatitis C.

Vacunas con toxoides

Para las bacterias que segregan toxinas o componentes químicos nocivos, una vacuna con toxoides podría ser la solución. Estas vacunas se utilizan cuando la toxina bacteriana es el principal causante de una enfermedad. Los científicos descubrieron que podían inactivar toxinas al tratarlas con formalina, una solución de formaldehído y agua esterilizada. Estas toxinas "con su acción tóxica destruida", denominadas toxoides, son seguras para utilizarlas en vacunas.

Cuando el sistema inmunitario recibe una vacuna que contiene un toxoide inocuo, aprende cómo eliminar la toxina natural. El sistema inmunitario produce anticuerpos que asaltan y bloquean la toxina. Las vacunas contra difteria y tétanos son ejemplos de vacunas con toxoides.

Vacunas combinadas

Al igual que muchas de las bacterias perjudiciales, si una bacteria está recubierta en su exterior por moléculas de azúcar llamadas polisacáridos, los investigadores intentarán elaborar una vacuna combinada para combatirla. Las capas de polisacáridos ocultan los antígenos de las bacterias para que el sistema inmunitario inmaduro de bebés y niños pequeños no los detecte ni reaccione contra ellos. Las vacunas combinadas, un tipo especial de vacuna de subunidades, solucionan este problema.

Al preparar una vacuna combinada, los científicos unen los polisacáridos con los antígenos o toxoides de un microbio que el sistema inmunitario de un bebé pueda detectar. La unión ayuda a que el sistema inmunitario inmaduro reaccione ante las capas de polisacáridos y se defienda contra la bacteria que causa la enfermedad.

La vacuna que protege contra Haemophilus influenzae tipo B (Hib) es una vacuna combinada.

Vacunas de ADN

Vista en miniatura de la elaboración de la vacuna de ADN contra el virus del Nilo Occidental Ver ilustración.
Crédito: NIAID

Una vez analizados los genes de un microbio, los científicos intentan crear una vacuna de ADN para combatirlo.

A pesar de encontrarse en la etapa experimental, estas vacunas son muy prometedoras y algunos tipos de ellas se están evaluando en seres humanos. Las vacunas de ADN son un avance en la inmunización hacia un nuevo nivel tecnológico. Estas vacunas atacan directamente el material genético del microbio, en lugar de hacerlo en todo el organismo y sus partes. Las vacunas de ADN utilizan especialmente los genes de los antígenos de vital importancia.

Los científicos descubrieron que al introducir los genes de antígenos de un microbio en el cuerpo, algunas células asimilan ese ADN. Entonces, el ADN instruye a esas células a generar las moléculas del antígeno. Las células secretan los antígenos y los exhiben en sus superficies. las propias células del cuerpo se convierten en fábricas de vacunas, creando los antígenos necesarios para estimular el sistema inmunitario.

Una vacuna de ADN administrada contra un microbio generaría una reacción intensa de los anticuerpos contra los antígenos de libre circulación secretados por las células y también provocaría una fuerte reacción celular contra los antígenos microbianos exhibidos en las superficies de las células. La vacuna de ADN no podría transmitir la enfermedad porque no contiene el microbio, sino solo copias de algunos de sus genes. Además, el diseño y la producción de las vacunas de ADN son relativamente fáciles y económicos.

Las denominadas vacunas de ADN desnudo consisten en ADN administrado directamente en el cuerpo. Estas vacunas se pueden administrar con jeringa y aguja o con dispositivos sin agujas que utilizan gas de alta presión para inocular partículas de oro microscópicas revestidas con ADN directamente dentro de las células. Algunas veces, el ADN se mezcla con las moléculas y facilita su absorción en las células del cuerpo. Las vacunas de ADN desnudo que se están evaluando en seres humanos incluyen las que combaten los virus causantes de influenza y herpes.

Vacunas de vectores recombinantes

Las vacunas de vectores recombinantes son vacunas experimentales similares a las vacunas de ADN pero que utilizan virus o bacterias atenuados para introducir el ADN microbiano en las células del cuerpo. "Vector" se refiere al virus o bacteria utilizado como portador.

En la naturaleza, los virus se aferran a las células e inyectan su material genético dentro de ellas. En el laboratorio, los científicos han aprovechado este proceso. Han descubierto cómo extraer segmentos amplios de genomas de ciertos virus inocuos o atenuados e insertar partes del material genético de otros microbios dentro de ellos. Entonces, los virus portadores trasladan ese ADN microbiano hacia las células. Las vacunas de vectores recombinantes generan un entorno muy similar a una infección natural y, por lo tanto, son muy eficaces al estimular el sistema inmunitario.

Las bacterias atenuadas también se pueden utilizar como vectores. En este caso, el material genético insertado hace que las bacterias exhiban los antígenos de otros microbios en la superficie. Como resultado, la bacteria inocua simula la presencia de un microbio nocivo, provocando una respuesta inmunitaria.

Actualmente los investigadores trabajan en la elaboración de vacunas de vectores recombinantes virales y bacterianas contra VIH, rabia y sarampión.