El Reino Unido se convirtió en el primer país del mundo en aprobar una vacuna contra el Covid-19 que ha demostrado ser segura y tener una efectividad del 95%. Según datos del Ministerio de Salud de ese país, se aplicarán las primeras ochocientas mil dosis la próxima semana y, con ello, iniciará también una nueva carrera para distribuirla.
El menú de vacunas contrincantes es amplio: están las que utilizan virus desactivados, otras que usan proteínas y otras que se basan en vectores virales, pero todas tienen un común denominador: requerirán almacenarse y transportarse a una temperatura entre los 2°C y 8°C, lo que cual implicará importantes retos para los países que quieran aplicarlas.
Pero las vacunas como la de Moderna o la de Pfizer/BioNTech, que fue aprobada ayer, son de un tipo inédito: un ácido ribonucleico mensajero (ARN) producido mediante ingeniería genética que contiene una parte de la información genética del virus para engañar a las células humanas, hacerles creer que está presente el coronavirusy que se desencadene una respuesta inmunológica.
El desafío para transportarlas es mayúsculo: las vacunas de ARN necesitan almacenarse a temperaturas mucho más bajas (hasta - 80°C) que las de manufactura tradicional. Así que para muchos países en desarrollo se ha vuelto urgente no solo conseguir una vacuna eficaz sino prepararse para que, una vez que llegue a sus territorios, tengan las condiciones de temperatura adecuadas para su transporte, almacenamiento y distribución.
La clave, entonces, está en la temperatura: asegurar que las moléculas de la vacuna estén suficientemente frías para mantenerse estables y funcionales para que cuando sean administradas a las personas. La pregunta es: ¿cómo lograrlo?
¿Qué es la cadena de frío?
La cadena de frío es la forma de asegurar que la molécula de un fármaco que fue elaborada en la planta de producción es la misma que llega al paciente. La UNICEF la describe como “una cadena de eventos coordinados con precisión en entornos con temperatura controlada para almacenar, administrar y transportar estos productos”.
Para esto, hay que mantener esas condiciones en toda la cadena de distribución: desde que sale de la planta productora, se transporta al aeropuerto y se mantiene en el avión hasta que se descarga y se transporta a los hospitales o clínicas en lugares remotos.
Si esta cadena de frío se rompe, es decir, si cambia la temperatura fuera del rango permitido para cada medicamento, pueden ocurrir reacciones químicas que cambien las moléculas que lo componen.
“Cuando cocinamos, al subir la temperatura, las moléculas de los alimentos cambian y eso hace que sean más suaves o fáciles de digerir. Así sucede con los medicamentos. Una mayor temperatura favorecerá que haya reacciones químicas”, explica el biotecnólogo Julio V. Suárez, profesor de la Facultad de Ciencias de la Universidad Autónoma de Baja California, en México.
La temperatura es una medida de la energía que hay. Como las reacciones químicas requieren de energía, entre más energía (o mayor temperatura), también aumenta la probabilidad de que se den reacciones químicas que cambien la composición de la vacuna, y que provoquen, por ejemplo, que el fármaco deje de funcionar o, más grave aún, que propicie efectos adversos en el paciente.
¿Por qué las vacunas de ARN mensajero requieren temperaturas tan bajas?
Para elaborar una vacuna así, fue necesario usar ingeniería genética para introducir la información genética del virus en el ARN mensajero. Así que cuando se inyecte la vacuna, el ARNm ‘instruirá’ a la célula para que produzca una fracción de la proteína Spike (S1) del coronavirus, específicamente el sitio de unión al receptor (RBD) de la célula. Eventualmente, las células del paciente fabricarán la proteína S1 y esto desencadenará que el sistema inmune libere anticuerpos y active células T para identificar ydestruir a las células infectadas para lograr así controlar la infección.
Aunque este ARNm parecería altamente sofisticado, en realidad es bastante frágil. De acuerdo con Suárez, “en general, a mayor temperatura, mayor probabilidad de que una molécula se rompa, debido a que a mayor temperatura las moléculas vibran de manera más violenta. La estructura del ARN, compuesto de una cadena sencilla de nucleótidos, lo hace particularmente vulnerable a fuerzas mecánicas y más susceptible a modificaciones químicas que otras biomoléculas, como el ADN y las proteínas”, explica.
Así que entre más baja sea la temperatura a la que se conserva la vacuna de ARN, menos vibraciones moleculares tendrá y, en consecuencia, ganará estabilidad.
Otro riesgo es que el ARN sea que destruido por enzimas (nucleasas) que se encuentran en todas las células y que destruyen ARN sin importar de dónde venga. Por eso es que los biotecnólogos que se encargan de diseñar estas vacunas también dedican sus esfuerzos para crear mejores métodos para encapsular y protegeral ARN del virus en el momento en que entra al cuerpo. Una baja temperatura puede mantener estable esa cápsula e impedir que sucedan reacciones químicas entre los componentes de la vacuna.
¿Qué tipo de tecnología de refrigeración se requiere para mantener la vacuna?
En las vacunas de manufactura tradicional, se han dedicado años de investigación para lograr sistemas de refrigeración adecuados. Pero cuando hablamos de vacunas tan sofisticadas como la que podremos tener para el covid-19, los requerimientos se vuelven aún más rigurosos.
Los ultracongeladores deben tener sistemas de respaldo que permitan mantenerlos funcionando si es que hay un corte eléctrico. También necesitan un sistema auditable, es decir, una forma de verificar a cada segundo que la temperatura se mantuvo sin cambios. De haberlos, el lote de vacuna simplemente se desecha.
¿Tener tecnología de refrigeración adecuada es un reto imposible para América Latina?
En general, los países no cuentan con sistemas de refrigeración adecuados para transportar vacunas a temperaturas tan bajas.
“No hay muchos medicamentos que requieran esas temperaturas. Existen refrigeradores de 4°C, que es la temperatura más común a la que mantienes ciertas moléculas. Hay también congeladores que mantienen moléculas a -20°C pero para -80°C, no, prácticamente no existen en la región”, dice Julio Suárez.
Los pocos que hay se encuentran en laboratorios y su costo supera los 20 mil dólares. Así que, de acuerdo con el investigador, lo que se verá en los próximos meses será una sobredemanda de los ultracongeladores y máquinas productoras de hielo seco. “Puede ser que no sea un reto imposible para la región, pero necesitaremos comprar estos sistemas, así como tuvimos la necesidad de tener los ventiladores que no teníamos”, dice.
Una alternativa por explorar es aprovechar la cadena de frío de la industria alimentaria que podría servir para transportar vacunas que requieran -20°C. “Quizás para una emergencia funcionan; no tienen un nivel de evaluación de temperatura tan estricto para transportar una molécula que se usará en humanos, pero resulta más fácil adaptar esa tecnología que construir una de cero”.
