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Así se crea una vacuna paso a paso

Fabricar el preparado que nos protegerá de graves enfermedades consta de tres etapas en las que participan muchos investigadores y cuyo proceso de producción puede tardar años

vacuna creacion coronavirus Imagen: HeungSoon

Ahora que una corriente crítica cuestionaba la eficacia de las vacunas contra muchas enfermedades, el planeta suspira por una vacuna contra la COVID-19. Pero detrás de cada fórmula hay muchas horas de investigación, ensayos… como ocurre en la creación de un medicamento, y no siempre es un proceso tan rápido como nos gustaría. Para la malaria, llevamos 30 años esperando una vacuna. En cambio, para la que se produce cada año para la gripe se tardan unos seis meses. El trabajo que hay detrás de cada una de ellas es muy riguroso. Estos son los pasos que se siguen en la fabricación de una vacuna.

¿Qué es una vacuna? Es un producto formado por un microorganismo (atenuado o muerto) o bien fragmentos de este, capaz de generar inmunidad contra una enfermedad, estimulando la producción de anticuerpos. Es decir, que la vacuna actúa como un “entrenamiento previo” del sistema inmunitario frente a ese patógeno; de manera que cuando más adelante este agente aparezca, nuestro sistema inmune será capaz de reconocerle como una amenaza y podrá montar una respuesta con la rapidez suficiente para evitar o controlar la infección.

¿Cuánto se tarda en fabricar una vacuna? Dependerá de la urgencia en desarrollar la vacuna y de lo que ya se lleve adelantado en investigación. Por ejemplo, hay vacunas, como la de la malaria, que lleva 30 años en desarrollo. Algunas, como la que se produce cada año contra la gripe, pueden tardar seis meses. Otras, más complejas, hasta 36. Por todo ello, los científicos hablan de una media de 18 meses. Ese es precisamente el tiempo que han estimado para obtener la de la COVID-19, en la que se parte de cero, ya que apenas se hizo algo de investigación después del SARS, pero que se paralizó hace casi 15 años.

Fabricar el preparado que nos inyectan en nuestro centro de salud en apenas unos segundos y que nos va a proteger de graves enfermedades, algunas de ellas mortales, es un viaje largo y complejo compuesto de varias etapas en las que participan muchos investigadores y cuyo proceso de producción, que requiere de equipos y procesos muy sofisticados, puede tardar años. Estos son los pasos que se siguen para su fabricación:

1. Descubrimiento, investigación y ensayos clínicos

Engloba el periodo de investigación, una larga etapa previa al visto bueno de la vacuna por parte de las autoridades y que comprende el análisis del microorganismo que causa la enfermedad, la evaluación de su impacto en la sociedad, la preparación del principio activo (antígeno) y los ensayos clínicos.

Paso 1. Qué impacto tiene en la sociedad y cuál es su gravedad

Es el primer planteamiento entre los expertos: ¿está justificada la inversión? “La búsqueda de una vacuna no es un tema sencillo ni fácil de hacer, entre otras cuestiones se debe a que las vacunas se van a utilizar en una población sana y, por lo tanto, la seguridad es fundamental. Si fuese fácil tendríamos muchas más vacunas en el mercado y, sin embargo contamos con menos de las que nos gustaría”, nos cuenta el Ángel Gil, catedrático de Medicina Preventiva y Salud Pública de la Universidad Rey Juan Carlos de Madrid.

Por ello, este largo y costoso camino de fabricación de la vacuna tiene que estar bien justificado, no solo respecto al número de personas que se pueden ver afectadas por la enfermedad, también por lo grave que resulta, aunque no infecte a la gran mayoría.“Por ejemplo, tenemos vacunas frente a las meningitis bacterianas que, aunque no son enfermedades muy frecuentes, sin embargo, su gravedad y letalidad (con una tasa del 15-20 %) justifican la búsqueda de vacunas frente a ellas. Ahora nos encontramos con el caso de coronavirus, cuyas alta contagiosidad y patogenicidad [capacidad para producir una enfermedad infecciosa], además de una tasa de letalidad importante en los mas vulnerables, han hecho que plantearse una vacuna sea un objetivo importante”, detalla el experto Ángel Gil.

Paso 2. Conocer el microorganismo, crear el antígeno y elegir el tipo de vacuna

investigacion vacuna coronavirus
Imagen: geralt

Una vez está clara su justificación y se tiene identificado al agente que nos causa la enfermedad, hay que crear el antígeno, que es el principio activo de la vacuna y, por lo tanto, el responsable principal de estimular la respuesta inmune protectora frente a la enfermedad que queremos prevenir. Carolina Hurtado Marcos, responsable de la Unidad Docente de Inmunología de la Universidad CEU San Pablo, explica que las vacunas se pueden fabricar contra un virus, una bacteria o un parásito, pero resulta más difícil crearla contra estos últimos, porque son muy complejos. “El ejemplo lo tenemos en la gran cantidad de vacunas que existen para virus y bacterias y las pocas que existen frente a parásitos. Sin embargo, el proceso de desarrollar una vacuna frente a un virus o una bacteria es muy parecido: ambas se fabrican a partir de los propios agentes infecciosos que provocan la enfermedad, es decir a partir de los mismos agentes contra los que se vacunan”, cuenta Hurtado.

En la fabricación de una vacuna se pueden utilizar diferentes tipos de antígenos, lo que determinará el tipo de producto final:

  • Vacunas vivas atenuadas. Desarrolladas con el microorganismo entero debilitado.
  • Vacunas inactivadas. Desarrolladas con el microorganismo entero destruido.
  • Vacunas de subunidades. Desarrolladas solo con una parte del microorganismo.

A la hora de optar por una u otra, los investigadores tienen en cuenta a quién va dirigida la vacuna, de qué manera el sistema inmunitario responde al germen o cuál será el mejor enfoque o tecnología para crearla. “Las que se desarrollan con el microorganismo vivo atenuado resultan muy eficaces (ya que son muy similares a la infección natural a combatir), pero se corre un cierto riesgo con la seguridad”, explica Ángel Gil. Un ejemplo lo constituye la vacuna triple vírica, en la que los tres antígenos que la componen son los virus vivos atenuados, que protegen muy bien y dan una respuesta inmune muy duradera, pero no se puede aplicar en personas inmunocomprometidas porque podrían inducir la aparición de la enfermedad. “Por eso, la tendencia de los investigadores es crear vacunas inactivadas, en las que lo que se emplean son proteínas u otras partes del microorganismo que son capaces de producir inmunidad, pero no la enfermedad”, comenta Ángel Gil, que insiste en que los investigadores buscan seguridad por encima de todo; es decir, inducir la producción de anticuerpos, pero nunca la enfermedad.

Paso 3. Pruebas en animales

Una vez que el antígeno está listo, se prueba en animales y se observa si verdaderamente está dando una respuesta inmunológica adecuada. “Ahora es el momento de determinar las posibles dosis que serían necesarias para mantener una buena inmunidad, aunque luego en los ensayos con humanos se determinará con más precisión. Lo ideal es que con una sola dosis se obtenga la protección deseada, pero en muchas ocasiones hay que administrar las dosis de recuerdo”, explica la doctora Carolina Hurtado.

Paso 4. Ensayos en humanos

Nos encontramos en la etapa previa a la comercialización, una fase muy laboriosa. La vacuna se tiene que ensayar en miles de personas, buscando reacciones adversas y así garantizar que no tiene efectos secundarios y que toda la población va a quedar protegida. La duración de cada fase es aproximada, porque dependerá de lo que previamente se haya investigado sobre ella y de la urgencia de la situación (como, por ejemplo, es el caso de la COVID-19), pero se divide en las siguientes fases.

  • Fase I. Dura aproximadamente un año. La vacuna se prueba con entre 20-100 voluntarios y se determina la seguridad y la adecuación de las dosis.
  • Fase II. Dura de uno a dos años y se prueba entre 100-500 personas para comprobar efectividad y efectos secundarios.
  • Fase III. Dura entre dos y tres años. Parecida a la fase II, pero con una muestra mayor de individuos, entre 1.000-5.000 voluntarios. El objetivo final es confirmar la efectividad de la vacuna al ampliar la muestra y seguir observando y cuantificando posibles reacciones adversas a largo plazo.

Paso 5. Aprobación

Desde el momento que la agencia reguladora revisa el proyecto desarrollado de la vacuna y le da visto bueno para su comercialización, pueden pasar de 6 a 12 meses. Los organismos que otorgan la licencia son la Agencia Europea del Medicamento (EMEA), que revisa todas las solicitudes de licencia para los países de la UE, y la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA).

“Estas dos agencias son las que marcan las directrices en todo el mundo, ya que muchos países esperan a que la FDA y EMEA hayan concedido una licencia a una vacuna antes de decidir si ellos la conceden en su país”, argumenta Carolina Hurtado. En España, la Agencia Española del Medicamento analiza cuáles son las vacunas necesarias en el país y estructura los calendarios y programas de vacunación.

jeringuilla vacuna coronaviruss
Imagen: fotoblend

2. Suministro, fabricación y envío de la vacuna

Paso 1. Recepción de la materia prima

En los almacenes de los diferentes centros de producción se entregan diversas materias primas que, dependiendo del antígeno que vaya a producirse, pueden ser desde medios de cultivo para las bacterias y los virus hasta nutrientes que garanticen que el antígeno se produce en las condiciones óptimas. Las materias primas llegan de diferentes lugares del mundo y se someten a unos controles de calidad (para garantizar su pureza y esterilidad) previos a su utilización en la producción del antígeno a granel.

Paso 2. Producción del antígeno a granel

En esta etapa, los virus o bacterias se cultivan en viales (pequeños frascos de vidrio o plástico en los que se almacenan los medicamentos), se toman muestras de todos los lotes y se someten a rigurosos análisis que garantizan que el componente activo de la futura vacuna cumple con los estrictos estándares de pureza, concentración y esterilidad.

Una vez se comprueba que la producción a pequeña escala cumple con los requisitos, se pasa a su desarrollo a gran escala en biorreactores, unos dispositivos en los que se dan las condiciones para que ocurran las reacciones químicas que dan como resultado vacunas. Al final de esta fase, el lote que comenzó a producirse tres semanas antes en un vial de unos 2 mililitros, llenará por completo un biorreactor de unos 600 litros.

El procesamiento final del producto comprende técnicas que aíslan el antígeno de otros componentes utilizados durante el cultivo. Al final de este proceso, se obtiene una solución estéril que contiene el antígeno a granel con una pureza cercana al 100 %. Todos los lotes deben conseguir un certificado de calidad que autoriza su liberación para poder continuar con la siguiente fase: la de formulación. Dependiendo de la complejidad del antígeno, puede ser necesario un proceso de maduración y el mantenimiento de la cadena de frío, pero la duración de esta fase es específica de cada vacuna. De forma general, supera los 100 días, de los que aproximadamente el 70 % de este tiempo se dedica a los controles de calidad.

Paso 3. Formulación

En esta fase, el principio activo desarrollado durante la fase de producción se mezcla con otros componentes para mejorar la respuesta inmune y asegurar la estabilidad del producto. Las vacunas, además del antígeno, pueden contener distintos componentes:

  • Líquido de suspensión. Puede ser un solución salina o agua destilada. Facilita la administración de la vacuna.
  • Adyuvantes. Potencian, prolongan y amplían la respuesta inmune. Hacen posible la disminución de la cantidad de antígeno utilizado o el número de inyecciones necesarias.
  • Excipientes. Mantienen la estabilidad física, química y biológica. Se utilizan para alargar la caducidad de la vacuna, para estabilizar sus componentes y para impedir su degradación. La lista de excipientes de cada vacuna se encuentra en su ficha técnica o prospecto.

Paso 4. Llenado

Una vez que se han mezclado los componentes de la vacuna, esta se introduce en el recipiente final, por ejemplo, un vial o una jeringa. Durante el llenado se toman muestras de cada lote, que se envían al laboratorio de control de calidad para su análisis. Además, se realiza un control de la esterilidad y calidad del llenado y etiquetado de los envases mediante inspecciones mecánicas con cámaras de alto rendimiento y métodos manuales.

Paso 5. Envasado

Cuando las vacunas están envasadas se transportan al almacén para la fase de acondicionamiento, etiquetado y embalaje. Este proceso está sometido a una supervisión continua para comprobar que las vacunas se insertan en las cajas correctas y que, por ejemplo, contienen el prospecto. Las cajas selladas se someten a una inspección final. Antes de enviar un nuevo lote, se realiza siempre una inspección para garantizar que se han retirado todos los componentes de empaquetado del lote anterior.

Paso 6. Liberación del lote y distribución

“Debemos tener en cuenta que las vacunas son productos biológicos que necesitan una estabilidad, por lo que su producción no resulta tan sencilla como la del comprimido de un analgésico, por ejemplo, en el que la estructura química esta cerrada. En un producto biológico cada lote es diferente y tenemos que garantizar que hay consistencia en todos ellos. Aunque no sean estrictamente iguales, debemos asegurarnos de que se van a comportar de igual forma; sobre todo, en seguridad, eficacia e inmunogenicidad”, detalla el catedrático Ángel Gil. Si se confirma todo ello, la autoridad procede a autorizar su liberación y la distribución. La vacuna ya está lista.

3. Evaluación y control tras su lanzamiento

En esta fase entrarían los ensayos opcionales que puede realizar el fabricante después de lanzar su vacuna al mercado. Aunque la seguridad de una vacuna está garantizada, una vez en la calle, algunos laboratorios lo suelen hacer para detectar posibles nuevas e inusuales reacciones adversas del producto y, sobre todo, para vigilar si esto va en aumento.

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