Com es fa una vacuna d’ARN?

LeicesterEl principi bàsic de qualsevol vacuna és introduir al cos una substància que entreni el sistema immunitari sense provocar cap malaltia, de manera que quan entrem en contacte amb el microbi corresponent, ja n’estiguem protegits. Això no ha canviat des que es va començar a popularitzar la immunització al segle XVIII, encara que l’efecte s’ha aconseguit de maneres diferents al llarg del temps. Malgrat tot, les vacunes han sigut sempre fàrmacs senzills. Contenen poc més que un microbi, inactivat o només un tros, i a vegades additius per accelerar la resposta immunitària. Però tot i aquesta simplicitat, fabricar-les és complex i això és especialment evident en el cas de les noves vacunes d’ARN, que han introduït un canvi radical en la manera com es du a terme el procés.

El covid-19 ha fet saltar a les primeres planes dels diaris la vacuna d’ARN, un concepte que la majoria de la població no havia sentit mai. Per això ha fet la sensació que era un invent nou que s’havia desenvolupat a correcuita per solucionar un problema urgent. En realitat, tot va començar amb un article científic publicat el 1989, que va portar a la hipòtesi que l’ARN es podria utilitzar per immunitzar. Des de llavors, s’han fet nombrosos experiments per transformar aquesta idea en una realitat i, abans de la pandèmia, les primeres vacunes generades amb aquest sistema ja s’estaven provant en assajos clínics. Els últims mesos s’han accelerat molt les etapes que encara quedaven per acabar d’optimitzar-les.

Un principi diferent

Les vacunes d’ARN funcionen amb un principi diferent de les tradicionals. En lloc de provocar la resposta immunitària amb una proteïna (aïllada o que forma part d’un microbi inactivat), s’injecta el codi perquè les mateixes cèl·lules humanes la fabriquin. Aquestes instruccions es troben, per exemple, en el genoma del SARS-CoV-2, que està fet d’ARN. El primer que cal, doncs, és saber quina proteïna pot provocar una bona immunització. En el cas del SARS-CoV-2, l’anomenada proteïna S (spike o espícula), que el virus utilitza per enganxar-se a les cèl·lules de l’hoste, semblava que tenia les característiques adequades.

Un cop confirmat que era així, es va haver de llegir el genoma sencer del virus per trobar en quin lloc exacte estaven les instruccions per fabricar la proteïna S. Aquest trosset d’ARN, embolicat amb una càpsula protectora per evitar que es degradi abans d’arribar al seu objectiu, és bàsicament del que estan fetes les vacunes de Pfizer/BioNTech i Moderna. La resta són substàncies químiques comunes per mantenir el pH i l’estabilitat (sacarosa, diverses sals, àcid acètic...).

Bacteris multiplicadors

El procediment per produir una vacuna d’aquestes característiques a gran escala és llarg. El primer pas és produir grans quantitats de les instruccions de la proteïna S. Això es fa introduint aquesta informació en bacteris, que es fan créixer en uns contenidors amb centenars de litres plens d’un líquid amb els nutrients adequats. Els bacteris no saben multiplicar molècules d’ARN, però sí d’ADN (en un parell de setmanes, en poden fer bilions de còpies), i per això la informació genètica se’ls dona en aquest format, que té una estructura química semblant. L’ADN s’aïlla llavors del brou on creixen els bacteris i es fa el primer control per assegurar que està ben purificat.

En una segona fase, les molècules d’ADN s’han de convertir en ARN. Això es fa en uns altres contenidors, d’uns quaranta litres, on hi ha els enzims adequats, tot en condicions de màxima esterilitat per evitar contaminacions. De cada contenidor, en una setmana, en surt prou ARN per a un lot de deu milions de dosis de vacuna. Igual que abans, l’ARN resultant es purifica i passa un altre control de qualitat.

A l’etapa final s’encapsula cada molècula d’ARN en una petita esfera feta de lípids. Això s’aconsegueix barrejant l’ARN i els lípids en unes cocteleres especials de la mida d’una galeta, plenes del líquid adequat. Després només cal posar la quantitat necessària d’aquesta solució en vials. Tot això passa, un cop més, en entorns estèrils i, abans de posar els vials en caixes, congelar-los i distribuir-los per tot el món, es fa un últim control, aquest cop no només per assegurar-ne la puresa, sinó també la potència per generar la resposta que s’espera.

En el cas de Pfizer, cada pas es fa per separat en una de les plantes de la companyia, a Missouri, Massachusetts i Michigan, i els productes finals s’envien d’un lloc a l’altre congelats. Moderna utilitza plantes als Estats Units, Suïssa i Espanya. El procés dura al voltant d’un mes, la part més lenta del qual són els estrictes controls, i pot generar entre un i tres milions de dosis a cada lot. Molts passos depenen de factors biològics, com els bacteris; per tant, la seva eficàcia és variable. Per això no es pot predir amb exactitud quantes dosis estaran a punt cada vegada: hi ha un factor aleatori que pot fer que les previsions no es compleixin. Però el procés s’està optimitzant constantment, i cada cop es tarda menys a generar més dosis.