Vacuna

Antecedentes

El desarrollo de vacunas para proteger contra enfermedades virales es uno de los sellos distintivos de la medicina moderna. La primera vacuna fue producida por Edward Jenner en 1796 en un intento de brindar protección contra la viruela. Jenner notó que las lecheras que habían contraído la viruela vacuna, una infección relativamente inocua, parecían ser resistentes a la viruela, una enfermedad de los humanos que alcanzaba regularmente niveles epidémicos con tasas de mortalidad extremadamente altas.

Jenner teorizó (correctamente) que la viruela vacuna, una enfermedad de los animales, era similar a la viruela. Concluyó que la reacción humana a una inyección del virus de la viruela vacuna de alguna manera enseñaría al cuerpo humano a responder a ambos virus, sin causar una enfermedad grave o la muerte. Hoy, la viruela está totalmente erradicada. Solo existen dos muestras congeladas de este virus virulento (una en los Estados Unidos y la otra en Rusia) y, a mediados de 1995, existe un serio debate científico sobre si destruir las muestras o conservarlas para estudios de laboratorio adicionales.

Un virus es una pequeña cantidad de ARN (ácido ribonucleico) y / o ADN (ácido desoxirribonucleico), el material en todas las células vivas que le indica a la célula cómo crecer y reproducirse. Los virus no pueden reproducirse por sí mismos, sino solo al apoderarse del núcleo de una célula huésped e instruir a la célula para que produzca virus adicionales. Cuando un virus invade con éxito un organismo, se hace cargo del proceso de crecimiento celular en el huésped.

En circunstancias normales, el cuerpo humano responde a la invasión viral de varias formas diferentes. Las células del cuerpo que son objetivos de la invasión viral pueden desarrollar inmunidad generalizada a un virus. En esta situación, se evita que los virus accedan a las células huésped. Una protección más común es la capacidad del cuerpo para desarrollar células sanguíneas y linfáticas que destruyen o limitan la eficacia del virus invasor. A menudo, un cuerpo humano infectado "aprenderá" cómo responder a un virus específico en el futuro, de modo que una sola infección, especialmente de un virus relativamente benigno, generalmente le enseña al cuerpo cómo responder a invasiones adicionales del mismo virus. El resfriado común, por ejemplo, es causado por uno de varios cientos de virus. Después de recuperarse de un resfriado, la mayoría de las personas son resistentes al virus en particular que causó el resfriado en particular, aunque los virus similares del resfriado seguirán causando síntomas similares o idénticos. Para algunos virus inocuos, una persona puede incluso desarrollar inmunidad sin enfermarse visiblemente.

Familias de virus

Por lo general, existen varias variaciones o cepas de un virus en particular. Dependiendo del número de variedades, un biólogo podría agrupar los virus como tipos o cepas. Con frecuencia, las vacunas se elaboran a partir de más de un grupo de virus relacionados; una reacción preventiva a la vacuna multivalente probablemente causará inmunidad a casi todas las variantes del grupo, o al menos a aquellas variantes que una persona probablemente encontrará. La elección de los miembros específicos del grupo que se utilizarán en una vacuna se realiza con esmerado cuidado y deliberación.

El
proceso de fabricación

Fabricar una vacuna antivirus hoy en día es un proceso complicado incluso después del arduo tarea de creación de una posible vacuna en el laboratorio. El cambio de fabricar una vacuna potencial en pequeñas cantidades a fabricar galones de vacuna segura en una situación de producción es dramático y un simple procedimiento de laboratorio puede no ser adecuado para una situación de "ampliación".

La semilla

• 1 La fabricación comienza con pequeñas cantidades de un virus (o semilla) específico. El virus debe estar libre de impurezas, incluidos otros virus similares e incluso variaciones del mismo tipo de virus. Además, la semilla debe mantenerse en condiciones "ideales", generalmente congeladas, que eviten que el virus se vuelva más fuerte o más débil de lo deseado. Almacenados en pequeños recipientes de vidrio o plástico, cantidades tan pequeñas como solo 5 o 10 centímetros cúbicos, pero que contienen miles, si no millones, de virus, eventualmente conducirán a varios cientos de litros de vacuna. Los congeladores se mantienen a temperaturas específicas; Los gráficos y / o diales fuera del congelador mantienen un registro continuo de la temperatura. Los sensores activarán señales de alarma audibles y / o alarmas de computadora si la temperatura del congelador se sale del rango.

Crecimiento del virus

• 2 Después de descongelar y calentar el virus semilla en condiciones cuidadosamente especificadas (es decir, a temperatura ambiente o en un baño de agua), la pequeña cantidad de células del virus se coloca en una "fábrica de células", una pequeña máquina que, con el la adición de un medio apropiado permite que las células del virus se multipliquen. Cada tipo de virus crece mejor en un medio específico para él, establecido en los procedimientos de laboratorio previos a la fabricación, pero todos contienen proteínas de mamíferos de una forma u otra, como proteína purificada de sangre de vaca. El medio también contiene otras proteínas y compuestos orgánicos que favorecen la reproducción de las células del virus. En lo que respecta al virus, el medio en una fábrica de células es un huésped para la reproducción. Mezclado con el medio apropiado, a la temperatura apropiada y con una cantidad de tiempo predeterminada, los virus se multiplicarán.
• 3 Además de la temperatura, se deben monitorear otros factores, incluido el pH de la mezcla. El pH es una medida de acidez o basicidad, medida en una escala de 0 a 14, y los virus deben mantenerse a un pH definido dentro de la fábrica de células. Agua pura, que es ni ácido ni básico (neutro) tiene un pH de 7. Aunque el recipiente en el que crecen las células es no muy grande (tal vez del tamaño de una olla de 4-8 cuartos de galón), hay una cantidad impresionante de válvulas, tubos y sensores conectados. Los sensores monitorean el pH y la temperatura, y hay varias conexiones para agregar medios o productos químicos como oxígeno para mantener el pH, lugares para extraer muestras para análisis microscópicos y disposiciones estériles para agregar los componentes de la fábrica de células y retirar el producto intermedio cuando sea necesario. está listo.
• 4 Luego, el virus de la fábrica de células se separa del medio y se coloca en un segundo medio para un crecimiento adicional. Los primeros métodos de hace 40 o 50 años usaban una botella para contener la mezcla, y el crecimiento resultante era una sola capa de virus flotando en el medio. Pronto se descubrió que si se giraba la botella mientras los virus crecían, se podían producir incluso más virus porque una capa de virus crecía en todas las superficies internas de la botella. Un descubrimiento importante en la década de 1940 fue que el crecimiento celular se estimula en gran medida mediante la adición de enzimas a un medio, el más utilizado de los cuales es la tripsina. Una enzima es una proteína que también funciona como catalizador en la alimentación y el crecimiento de las células.

  En la práctica actual, las botellas no se utilizan en absoluto. El virus en crecimiento se mantiene en un recipiente más grande pero similar a la fábrica de células, y se mezcla con "perlas", partículas casi microscópicas a las que los virus pueden adherirse. El uso de perlas proporciona al virus un área mucho mayor para adherirse y, en consecuencia, un crecimiento mucho mayor del virus. Al igual que en la fábrica de células, la temperatura y el pH están estrictamente controlados. El tiempo empleado en el cultivo de virus varía según el tipo de virus que se produce y, en cada caso, es un secreto muy bien guardado por el fabricante.

Separación

• 5 Cuando hay una cantidad suficiente de virus, se separan de las cuentas de una o más formas. El caldo puede pasar a través de un filtro con aberturas lo suficientemente grandes para permitir que los virus pasen, pero lo suficientemente pequeñas para evitar que pasen las perlas. La mezcla se puede centrifugar varias veces para separar el virus de las perlas en un recipiente del que luego se pueden extraer. Otra alternativa más podría ser inundar la mezcla de perlas con otro medio que elimine el virus de las perlas.

Selección de la cepa

La vacuna eventual estará hecha de virus atenuado (debilitado) o de un virus muerto. La elección de uno u otro depende de varios factores, incluida la eficacia de la vacuna resultante y sus efectos secundarios. La vacuna Ru, que se desarrolla casi todos los años en respuesta a nuevas variantes del virus causante, es siempre una vacuna atenuada. La virulencia de un virus puede dictar la elección; La vacuna contra la rabia, por ejemplo, es siempre una vacuna muerta.

• 6 Si la vacuna está atenuada, el virus generalmente se atenúa antes de pasar por el proceso de producción. Las cepas cuidadosamente seleccionadas se cultivan (hacen crecer) repetidamente en varios medios. Hay cepas de virus que en realidad se vuelven más fuertes a medida que crecen. Estas cepas son claramente inutilizables para una vacuna atenuada. Otras cepas se vuelven demasiado débiles a medida que se cultivan repetidamente, y estas también son inaceptables para el uso de vacunas. Al igual que la papilla, la silla y la cama que le gustaban a Ricitos de Oro, solo algunos virus son "perfectos" y alcanzan un nivel de atenuación que los hace aceptables para el uso de vacunas y no cambian de concentración. La tecnología molecular reciente ha hecho posible la atenuación de virus vivos mediante manipulación molecular, pero este método aún es poco común.
• 7 Luego, el virus se separa del medio en el que se ha cultivado. Las vacunas que son de varios tipos (como la mayoría) se combinan antes del envasado. La cantidad real de vacuna administrada a un paciente será relativamente pequeña en comparación con el medio en el que se administra. Las decisiones sobre si usar agua, alcohol o alguna otra solución para una vacuna inyectable, por ejemplo, se toman después de repetidas pruebas de seguridad, esterilidad y estabilidad.

Control de calidad

Para proteger tanto la pureza de la vacuna como la seguridad de los trabajadores que fabrican y envasan la vacuna, se observan condiciones de limpieza de laboratorio durante todo el procedimiento. Todas las transferencias de virus y medios se llevan a cabo en condiciones estériles, y todos los instrumentos utilizados se esterilizan en un autoclave (una máquina que mata los organismos por calor y que puede ser tan pequeña como un joyero o tan grande como un elevador). antes y después de su uso. Los trabajadores que realizan los procedimientos usan ropa protectora que incluye batas de tyvek desechables, guantes, botines, redecillas para el cabello y máscaras faciales. Las propias salas de fabricación están especialmente acondicionadas para que haya un número mínimo de partículas en el aire.

El proceso de aprobación

Para que los medicamentos recetados se vendan en los Estados Unidos, un fabricante de medicamentos debe cumplir con los estrictos requisitos de licencia establecidos por la ley y aplicados por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA).

Todos los medicamentos recetados deben someterse a tres fases de prueba, aunque los datos de la segunda fase a veces se pueden utilizar para cumplir con los requisitos de la tercera fase. Las pruebas de fase 1 deben demostrar que un medicamento es seguro, o al menos que no se producirán efectos adversos o inesperados por su administración. Si un medicamento pasa la prueba de la Fase I, a continuación, debe probarse su eficacia:debe hacer lo que se supone que debe hacer; no se puede vender un medicamento que sea inútil o que pretenda un efecto que no tiene. Finalmente, las pruebas de Fase III están diseñadas para cuantificar la efectividad de un medicamento o fármaco. Aunque se espera que las vacunas tengan una efectividad cercana al 100%, ciertos medicamentos podrían ser aceptables incluso si tienen una efectividad limitada, siempre que el médico que prescribe conozca las probabilidades.

Todo el proceso de fabricación es revisado cuidadosamente por la FDA, que examina los registros de los procedimientos y visita el sitio de fabricación en sí. Cada paso del proceso de fabricación debe estar documentado y el fabricante debe demostrar un "estado de control" del proceso de fabricación. Esto significa que se deben mantener registros escrupulosos para cada paso del proceso, y debe haber instrucciones escritas para cada paso del proceso. Excepto en casos de errores graves, la FDA no determina si cada paso de un proceso es correcto, sino solo que es seguro y está suficientemente documentado para que se realice como estipula el fabricante.

El futuro

La producción de una vacuna antiviral segura y utilizable implica una gran cantidad de pasos que, lamentablemente, no siempre se pueden realizar para todos y cada uno de los virus. Aún queda mucho por hacer y aprender. Los nuevos métodos de manipulación molecular han hecho que más de un científico crea que la tecnología de las vacunas está entrando en una "edad de oro". Es posible perfeccionar las vacunas existentes en el futuro. La vacuna contra la rabia, por ejemplo, produce efectos secundarios que hacen que la vacuna no sea satisfactoria para la inmunización masiva; En los Estados Unidos, la vacuna contra la rabia ahora se usa solo en pacientes que han contraído el virus de un animal infectado y es probable que, sin inmunización, desarrollen la enfermedad fatal.

El virus del VIH, que los biólogos creen que causa el SIDA, no se puede aplicar actualmente a los métodos tradicionales de producción de vacunas. El virus del SIDA muta rápidamente de una cepa a otra, y ninguna cepa dada parece conferir inmunidad contra otras cepas. Además, un efecto inmunizante limitado de virus atenuados o muertos no se puede demostrar ni en el laboratorio ni en animales de prueba. Aún no se ha desarrollado ninguna vacuna contra el VIH.