ARNm: El que no s’ha explicat sobre les vacunes contra el Covid-19
Com molt bé sabeu les sigles del títol: ARNm, corresponen a l’àcid ribonucleic missatger, un tipus d’aquesta molècula és la que s’està utilitzant per sintetitzar dues de les vacunes, la Pfizer i la Moderna, que actualment s’empren per combatre el virus SARS-CoV-2. Però la història que ha dut a la ciència fins aquí començà molt abans, a mitat del segle XX, amb els grans avanços que experimentà la Biologia Molecular, i de retruc la Genètica, la Microbiologia, i la Medicina.
El 25 d’abril de l’any 1953 la revista Nature va publicar un article dels investigadors Watson i Crick, ambdós juntament amb Wilkins obtingueren el premi Nobel de Medicina l’any 1962, en el que és descrivia per primer cop l’estructura de l’àcid desoxiribonucleic, l’ADN, la molècula on hi ha la informació que diu com som cada un dels essers vius, dit d’una altra manera és l’estructura íntima dels gens que defineixen les característiques pròpies de cada espècie, el que de forma abreviada coneixem com a codi genètic. Al grup que realitzà aquest descobriment transcendental també hi havia la Dra. Rosalin Franklin que hi participà fent les anàlisis cristal·logràfiques de l’ADN amb raigs X, però ella, potser per la seua mort prematura als 38 anys, no tingué el reconeixement que es donà als investigadors citats al principi.
Cal recordar al Dr. Severo Ochoa, asturià de naixement però investigant als Estats Units on emigrà durant la Guerra Civil espanyola, que l’any 1955 va aconseguir aïllar un enzim, l’ARN-fosforilasa, fonamental per a la síntesi de l’ARN, amb el seu deixeble el Dr. Arthur Kornberg reberen el premi Nobel de Medecina i Fisiologia l’any 1959. Els noms esmentats són una petita part de la llarga llista de persones que amb els seus descobriments han fet possible els avenços en el coneixement de com funcionen els gens, i emprar aquesta informació, en principi només teòrica, per fer front a moltes de les malalties que patim els humans.
A la figura es mostra de forma molt simplificada el procés que du des de l’ADN a la síntesi de proteïnes passant per l’ARNm, aquesta seqüència de reaccions és coneix com a Dogma Central de la Biologia Molecular, i, com veurem a continuació, es simplifica en els virus en els quals el material genètic és ARN.
Centrant-nos en el SARS-CoV-2 causant de la Covid-19, un virus que pertany al grup dels que en lloc d’ADN tenen ARN com a material genètic, a més a més aquest fa també la funció d’ARNm. Per tant l’ARN del SARS-CoV-2 té la informació que precisa per donar al virus la forma i les propietats que al llarg d’aquest any ens han contat i hem vist un caramull de vegades. De totes les proteïnes que sintetitza el virus la fonamental és la denominada proteïna S, coneguda com a proteïna espícula. I per què és tan transcendental aquesta proteïna S? Idò perquè és la que empren els virus per unir-se a les cèl·lules humanes. Intuïtivament el mecanisme d’unió del virus a les cèl·lules és del tipus clau – pany, la clau és la proteïna S del virus i el pany la proteïna AC2 situada a les membranes de les cèl·lules, diríem que és el “majordom” que rep el virus i el que li obre la porta per entrar i començar el procés infectiu, amb la producció de nous virus que acabaran matant la cèl·lula que l’ha hostatjat.
Vista la relació que hi ha entre l’ARNm del virus i la formació de la proteïna clau, m’agradaria retrocedir una mica en el temps i explicar de forma sintètica la història del fets que han permès inventar amb una rapidesa increïble la teràpia genètica per a les vacunes Pfizer i Moderna. I és aquí on vull destacar la tasca que, darrera aquest per ara “invent del segle XXI”, ha realitzat la Bioquímica hongaresa Dra. Katalin Karikó. M’interessa fer una mica d’història de la feina de la Dra. Karikó, perquè, com passa de forma massa sovint amb les investigadores, crec que no s’ha destacat prou el seu rol, i també per incidir en el fet que qualsevol èxit de la ciència aplicada requereix de temps, i de vegades molts d’anys, de recerca teòrica.
Katalin Karikó, de 66 anys, va emigrar al Estats Units perquè amb el que guanyava al seu país no li bastava per viure, com explica a una entrevista publicada a La Vanguardia (13 de març de 2021), va sortir d’Hongria amb el que duia a sobre i una petita quantitat de diners, l’equivalent a mil euros, amagats dintre un ós de peluix. El grup de investigació en el que va començar a treballar, ben aviat, l’any 1986, va obtenir ARNm en un tub d’assaig, recordem que tretze anys abans Severo Ochoa havia iniciat el camí amb la primera síntesi in vitro d’ARN, una fita important a partir de la qual Katalin Karikó va seguir la recerca, amb la intenció inicial de desenvolupar un ARNm que servís per codificar una proteïna per a teràpies dels ossos i de la pell.
Però el viarany que ha possibilitat la fabricació de les vacunes contra el covid-19, arrancà dels seus estudis per crear un ARNm pel tractament de l’apoplexia, a les hores la Dra. Karikó estava investigant sobre cirurgies neurològiques a la Universitat de Pennsilvania. La col·laboració amb el Dr. Drew Weissman de la mateixa Universitat li permeté solucionar els problemes en forma d’inflamacions causats per l’ARNm que sintetitzava. Fruit d’aquest treball conjunt fou l’intent de desenvolupar una vacuna contra el virus VIH, tractant d’identificar el tipus d’anticòs que generava la SIDA a pacients que havien sobreviscut. Un exemple de les seves recerques, que ens demostra que el descobriment no te la immediatesa que podríem pensar per les informacions que rebem, és aquest article de l’any 2005 a una revista d’Immunologia, els Toll-like receptors (TLRs) són una classe de proteïnes que juguen un paper clau en el sistema immunitari innat:
Suppression of RNA Recognition by Toll-like Receptors: The Impact of Nucleoside Modification and the Evolutionary Origin of RNA Katalin Karikó, Michael Buckstein, Houping Ni, and Drew Weissman. University of Pennsylvania School of Medicine. Philadelphia, Pennsylvania 19104. Immunity, Vol. 23, 165–175. August, 2005.
Des de fa vuit anys la Dra. Karikó treballa als laboratoris BioNTech, aquesta etapa de la seva activitat científica ha estat la que ha permès dos avanços fonamentals, per una part sintetitzar un ARNm capaç de ser més eficient en la producció de proteïna i de l’altra aconseguir una càpsula recoberta de lípids per ficar-hi l’ARNm i facilitar la seva entrada a les cèl·lules humanes. Des de l’any 1914 quan s’assoliren aquests descobriments BioNTech ha utilitzat les petites bombolles amb ARNm per diferents programes, millorant-ne la producció, limitant la capacitat inflamatòria, i adaptant-lo al tipus d’agent infectiu. Per això quan varen saber el que passava a Wuham, i amb la intuïció de que la infecció causada pel virus SARS-CoV-2 podia derivar en una pandèmia, posaren fil a l’agulla per fabricar la vacuna que avui s’està administrant a una part de població mundial.
En relació a les mutacions que va experimentant el SARS-CoV-2 i que tants de maldecaps ens provoquen, perquè desconeixem com poden afectar als mecanismes de defensa que ens donen les vacunes actuals, la Dra. Karikó explica que hi ha la possibilitat de sintetitzar un sol ARNm que sigui efectiu contra diferents soques del mateix virus, o inclús fer-ne un per distints tipus de virus, una experimentació que encara està en les seves fases inicials. Com a corol·lari del que acabo d’exposar afegiré que l’alta capacitat de mutació del SARS-CoV-2 és deguda a que el seu material genètic és ARN i no ADN, i per tant no té un enzim, la ADN-polimerasa, capaç de corregir els errors, les mutacions, que es van produint.
Ja per acabar, és veritat que la vacuna feta a partir d’ARNm sintètic que codifica la proteïna S del SARS-CoV-2 s’ha obtingut en uns terminis impensables quan va començar la pandèmia, però com explica la Dra. Karikó La major part de la feina que vaig fer, que ha contribuït a la creació de la vacuna, és de 20 o 30 anys enrere quan vaig desenvolupar la modificació que fa que la vacuna no sigui inflamatòria i tingui una bona resposta del sistema immune.
La Ciència, i ho escric voluntàriament en majúscula, és fruit del treball en equip i de les aportacions de investigadores i investigadors de diferents especialitats, i de la continua correcció d’errors fins assolir l’èxit, que, tanmateix, serà només temporal perquè noves recerques potser modificaran el que avui tenim per immutable, així avança la Ciència. Són qüestions que tothom hauria de tenir ben presents, principalment els polítics, els gestors, i molts dels mitjans de comunicació que, per manca de coneixement o de forma voluntària, ens donen una visió esbiaixada de la Ciència. La pandèmia ens està ensenyant a ser prudents a l’hora de manifestar-nos i prendre decisions, i també a valorar la tasca dels científics, tractant de no oblidar que no només la ciència, sinó també els quefers de la vida quotidiana, i l’evolució de la vida sobre la Terra, són possibles gràcies al mètode: assaig-error.
Biel Moyà (biòleg)
dingola.net 