¿Podemos evitar que el COVID-19 evolucione más que una vacuna?

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La primera droga contra VIH trajo de vuelta a los pacientes moribundos del borde. Pero a medida que los médicos entusiasmados corrían para llevar el medicamento milagroso a nuevos pacientes, el milagro se desvaneció. En todos y cada uno de los pacientes, el fármaco solo funcionó durante un tiempo.

Resultó que el medicamento era muy bueno para matar el virus, pero el virus era aún mejor para desarrollar resistencia al medicamento. Una mutación espontánea en el material genético del virus impidió que el fármaco hiciera su trabajo, por lo que el mutante virus pudieron replicar salvajemente a pesar de la droga, enfermando de nuevo a los pacientes.

Tomó otra década antes de que los científicos encontraran terapias a prueba de evolución.

¿Podría suceder lo mismo con un COVID-19 ¿vacuna? ¿Podría una vacuna que es segura y eficaz en los ensayos iniciales fracasar porque el virus evoluciona para salir de los problemas?

Como evolutivo microbiólogos quien tiene estudió un virus de aves de corral que ha desarrollado resistencia a dos vacunas diferentes, sabemos que tal resultado es posible. También creemos que sabemos lo que se necesita para detenerlo. Las vacunas COVID-19 podrían fallar, pero si tienen ciertas propiedades, no lo harán.

Historia de la resistencia a las vacunas

En su mayor parte, la humanidad ha tenido suerte: la mayoría de las vacunas humanas han no ha sido socavado por la evolución microbiana.

Por ejemplo, el virus de la viruela fue erradicado porque nunca encontró una manera de evolucionar alrededor de la vacuna contra la viruela, y nunca ha surgido ninguna cepa del virus del sarampión que pueda vencer la inmunidad provocada por la vacuna contra el sarampión.

Pero hay una excepción. Una bacteria que causa neumonía logró desarrollar resistencia contra una vacuna. Desarrollar y reemplazar esa vacuna por otra fue costoso y pérdida de tiempo, con siete años entre la aparición inicial de cepas resistentes y la licencia de la nueva vacuna.

Todavía no ha habido otros fallos de las vacunas humanas, pero hay insinúa que virus, bacterias y parásitos pueden evolucionar o están evolucionando en respuesta a la vacunación. Los mutantes de escape que son capaces de evadir la inmunidad inducida por la vacuna se ven regularmente en los microbios que causan hepatitis B y tos ferina.

Para enfermedades humanas como malaria, tripanosomiasis, influenza y SIDA, las vacunas han sido difíciles o imposibles de desarrollar debido a que los microbios que causan esas enfermedades evolucionan muy rápido. En entornos agrícolas, las vacunas animales se ven socavadas con frecuencia por evolución viral.

¿Qué aspecto tendría?

Si SARS-CoV-2 evoluciona en respuesta a una vacuna COVID, hay varias direcciones que podría tomar. El más obvio es lo que sucede con el virus de la gripe.

La inmunidad funciona cuando anticuerpos o las células inmunes se unen a moléculas en la superficie del virus. Si las mutaciones en esas moléculas en la superficie del virus cambian, los anticuerpos no pueden agarrarlas con tanta fuerza y ​​el virus puede escapar.

Este proceso explica por qué la vacuna contra la influenza estacional debe actualizarse cada año. Si esto sucede, una vacuna COVID necesitaría una actualización frecuente.

Pero la evolución podría ir en otras direcciones. Sería mejor para la salud humana, por ejemplo, si el virus evoluciona de forma sigilosa, quizás reproduciéndose lentamente o escondiéndose en órganos donde la inmunidad es menos activa.

Muchos patógenos que causan infecciones crónicas apenas perceptibles han tomado esta táctica. Evitan la detección porque no causan enfermedades agudas.

Una vía más peligrosa sería si el virus desarrolló una forma de replicarse más rápidamente que la inmunidad generada por la vacuna. Otra estrategia sería que el virus se dirija al sistema inmunológico y reduzca la inmunidad inducida por la vacuna.

Muchos microbios pueden sobrevivir dentro del cuerpo humano debido a su exquisita habilidad para interferir con nuestro sistema inmunológico. Si el SARS-CoV-2 tiene formas de deshabilitar incluso parcialmente la inmunidad humana, una vacuna COVID podría favorecer a los mutantes que lo hacen aún mejor.

Vacunas a prueba de evolución

Antes de que apareciera COVID, los dos comparábamos vacunas que siguen funcionando con vacunas que han sido socavadas por la evolución de patógenos.

Resulta que las vacunas verdaderamente a prueba de evolución han tres características. Primero, son muy eficaces para suprimir la replicación viral. Esto detiene la transmisión adicional. Sin replicación, sin transmisión, sin evolución.

En segundo lugar, las vacunas a prueba de evolución inducen respuestas inmunitarias que atacan a varias partes diferentes del microbio al mismo tiempo. Es fácil que una sola parte del virus mute y escape a ser atacada. Pero si muchos sitios son atacados a la vez, el escape inmune requiere que ocurran simultáneamente muchas mutaciones de escape separadas, lo cual es casi imposible.

Esto ya ha sido mostrado en el laboratorio para el SARS-CoV-2. Allí, el virus desarrolló rápidamente resistencia a los anticuerpos dirigidos a un solo sitio, pero luchó por desarrollar resistencia a un cóctel de anticuerpos, cada uno de los cuales se dirigió a múltiples sitios diferentes.

En tercer lugar, las vacunas a prueba de evolución protegen contra todas las cepas circulantes, de modo que ninguna otra pueda llenar el vacío cuando se eliminan los competidores.

¿Será una vacuna COVID a prueba de evolución?

Alrededor 200 candidatos a vacuna COVID se encuentran en diversas etapas de desarrollo. Es demasiado pronto para saber cuántos de ellos tienen esas características a prueba de evolución.

Afortunadamente, no necesitamos esperar hasta que una vacuna autorizada no se dé cuenta. Un poco de esfuerzo adicional durante los ensayos de vacunas puede ser de gran ayuda para haciendo ejercicio si una vacuna será a prueba de evolución.

Al tomar muestras de personas que han recibido la vacuna experimental, los científicos pueden saber hasta qué punto se suprimen los niveles de virus. Al analizar el genoma de cualquier virus en personas vacunadas, podría ser posible ver un escape evolutivo en acción. Y al extraer sangre de los vacunados, podemos calcular en el laboratorio cuántos sitios del virus están siendo atacados por la inmunidad inducida por la vacuna.

Claramente, el mundo necesita vacunas COVID. Creemos que es importante perseguir a aquellos que seguirán funcionando. Probablemente, muchos candidatos en la cartera actual lo harán. Vamos a averiguar cuáles están en ensayos clínicos y ve con ellos.

Las vacunas que solo brindan alivio temporal dejan a las personas vulnerables y su sustitución requiere tiempo y dinero. También pueden anular otras vacunas si evolucionan virus que son resistentes a varias vacunas a la vez.

Hoy, el mundo tiene mosquitos resistentes a insecticidas y plagas de cultivos, malezas resistentes a herbicidas y una crisis de resistencia a los antibióticos. No es necesario que la historia repetirse.

Andrew Read, Profesor de Biología y Entomología de la Universidad Evan Pugh, Profesor Eberly de Biotecnología, Director, Institutos Huck de Ciencias de la Vida, Penn State y David Kennedy, Profesor Asistente de Biología, Penn State.

Este artículo se vuelve a publicar de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el artículo original.


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