jueves , 24 septiembre 2020

Barreras científicas y éticas a las nuevas vacunas de ADN y RNA

Las vacunas de ARN mensajero (ARNm), que nunca han sido autorizadas para su uso en humanos, inyectan células con ARNm, generalmente dentro de nanopartículas lipídicas, para estimular a las células del cuerpo a convertirse en fabricantes de proteínas virales. Según investigadores de la Universidad de Pensilvania y Duke, las vacunas de ARNm tienen problemas potenciales de seguridad, incluida la inflamación local y sistémica y la estimulación de anticuerpos autorreactivos y autoinmunidad, así como el desarrollo de edema (hinchazón) y coágulos de sangre.

Inovio Pharmaceuticals, con sede en Pensilvania, acaba de comenzar los ensayos clínicos en fase 1 en humanos de su nueva vacuna de ADN para COVID-19 (INO-4800). 1 La vacuna experimental de ADN de Inovio utiliza un dispositivo eléctrico para administrar el ADN directamente a las células de una persona que está siendo vacunada. 2

El anuncio de la compañía del 6 de abril de 2020 sobre los ensayos clínicos de Fase 1 declaró: “Los datos preclínicos, que se han compartido con las autoridades reguladoras mundiales y se han presentado como parte del IND, han mostrado resultados prometedores de respuesta inmune en múltiples modelos animales. Los ensayos preclínicos adicionales, incluidos los estudios de desafío, continuarán en paralelo con el ensayo clínico de fase 1 “. 3

En los EE. UU., El proceso de desarrollo, prueba y licencia de una vacuna experimental generalmente demora entre 15 y 20 años en completarse, 4 5 pero hay presión para acelerar el proceso de licencia para las vacunas COVID-19. 6 Las compañías farmacéuticas en los EE. UU. Y otros países están compitiendo para acelerar sus vacunas experimentales COVID-19 para comercializar dentro de 12 a 18 meses o incluso antes. 7 Si las empresas obtienen una autorización de “uso de emergencia” de la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA), 8 la vacuna de ADN de Inovio podría estar entre esas vacunas listas para el otoño de 2020 para distribuirse a los trabajadores de la salud y otros grupos considerados en ” alto riesgo ”de infecciones o complicaciones de COVID-19.

Financiado por Gates, CEPI, DOD con Wistar y otras asociaciones

La investigación de la vacuna COVID-19 de Inovio ha sido financiada por una subvención de $ 5M de la Fundación Bill y Melinda Gates y una subvención de $ 9M de la Coalición para Innovaciones de Preparación Epidémica (CEPI) con sede en Noruega. 9 Inovio también tiene una asociación con el Instituto Wistar de Filadelfia y Beijing Advaccine Biotechnology Co. en China para desarrollar la vacuna. 10 11

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Además, Inovio tiene una asociación con Ology Bioservices, Inc., con sede en Florida. Ology e Inovio aseguraron un contrato de $ 11.9M con el Departamento de Defensa de los Estados Unidos para proporcionar la vacuna experimental de coronavirus de ADN para los próximos ensayos clínicos y la posible fabricación de la vacuna para el personal militar en el futuro. En un comunicado de prensa emitido el 24 de marzo por Ology e Inovio, Douglas Bryce, Director Ejecutivo del Programa Conjunto de Defensa Química, Biológica, Radiológica y Nuclear, dijo: 12

Dada la actual crisis de salud mundial, el desarrollo de profilaxis / vacunas es fundamental para defenderse contra la enfermedad por coronavirus 2019. Necesitamos varios enfoques para asegurarnos de tener una solución rápida, y las instalaciones de fabricación y desarrollo avanzado de contramedidas médicas están preparadas para contribuir a la carrera por una vacuna en coordinación con nuestros socios interinstitucionales como Salud y Servicios Humanos, junto con nuestros socios en la industria y la academia.

Douglas Bryce, Director Ejecutivo del Programa Conjunto de Defensa Química, Biológica, Radiológica y Nuclear

Voluntarios sanos reciben dos dosis en ensayos

La aceptación de la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA) como parte de su programa Investigational New Drug (IND) permitió a Inovio avanzar con la inscripción de 40 voluntarios sanos de la Facultad de Medicina Perelman de Filadelfia en la Universidad de Pensilvania y el Centro de Investigación Farmacéutica en Kansas City, Missouri. 13 A los primeros voluntarios se les inyectó la vacuna experimental el 5 de abril y cada uno de los participantes del ensayo clínico recibirá dos dosis, con cuatro semanas de diferencia.

El estudio de Fase 1 está diseñado para evaluar la respuesta del sistema inmunitario y la seguridad de la vacuna COVID-19 de ADN de Inovio para su uso en humanos. Se esperan datos preliminares para fines del verano e Inovio planea pasar inmediatamente a los estudios de Fase 2 para evaluar la eficacia de la vacuna.

Inovio comenzó a trabajar en su vacuna COVID-19 cuando la secuencia genética del virus estuvo disponible a principios de enero de 2020. La compañía ya ha producido miles de dosis de INO-4800, suficientes para suministrar los estudios de Fase 1 y Fase 2. Planean tener un millón de dosis de la vacuna disponibles para fines de 2020, “para ensayos y uso de emergencia, sujeto a orientación y financiamiento regulatorio”. 14

En julio de 2019, Inovio anunció resultados positivos de una prueba de ensayo clínico de Fase 1 de su vacuna experimental de ADN para el Síndrome Respiratorio del Medio Oriente (MERS) 15 , una nueva infección por coronavirus que surgió en 2012. MERS se asocia con una alta tasa de mortalidad de 12 al 86%. 16

La diferencia de la vacuna de ADN

Según el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas (NIAID), “las vacunas tradicionales consisten en patógenos enteros que han sido destruidos o debilitados para que no puedan causar enfermedades”. 17 Otras vacunas desarrolladas a finales del 20 º siglo contienen componentes sólo microbio, o antígenos, que se cree que mejor estimulan una respuesta inmune y la producción de anticuerpos.

Las vacunas virales y bacterianas autorizadas que se usan ampliamente hoy en día se clasifican como vacunas inactivadas, vivas atenuadas, toxoides o subunitarias. Contienen antígenos de virus y bacterias alterados en el laboratorio, así como adyuvantes, como la emulsión de aluminio o aceite en agua, para provocar respuestas inflamatorias más fuertes para estimular la inmunidad artificial; conservantes, tales como timerosal; estabilizadores, tales como MSG y gelatina; y sustancias residuales del proceso de fabricación, como productos químicos, antibióticos, células diploides humanas, proteínas de células animales e insectos y otros excipientes. 18

Sin embargo, durante las últimas décadas, los científicos han estado experimentando con la creación de vacunas de ácido nucleico que, según el NIAID, “implica la introducción de material genético que codifica el antígeno o antígenos contra los cuales se busca una respuesta inmune. Las propias células del cuerpo utilizan este material genético para producir los antígenos “. 19 vacunas de ADN como la vacuna experimental COVID-19 de Inovio (INO-4800) inyectan un pequeño trozo de ADN circular llamado plásmido que transporta genes que codifican proteínas del patógeno (en este caso, COVID-19) para provocar que las células produzcan anticuerpos.

Al escribir en Biotech Primer , Emily Burke, PhD, explicó que “el ADN ‘visitante’ incita al huésped a producir la proteína viral objetivo y la consiguiente respuesta inmune dentro de sus propias células, pero sin [causar] una infección. Las vacunas de ADN intentan estimular las células del cuerpo para que continúen reproduciendo el antígeno. Burke comentó sobre la dificultad de lograr que las células del cuerpo acepten ADN inyectado sin más intervención y declaró: 20

El desafío clave para las vacunas de ADN / ARN es lograr que las células de los pacientes acepten el material genético introducido. Hasta ahora, la técnica más efectiva parece ser la electroporación, que entrega pulsos cortos de corriente eléctrica al paciente con la vacuna. La electricidad crea poros temporales en las membranas celulares de un paciente, permitiendo que entre el ADN / ARN.

Biotech Primer , Emily Burke, PhD

Vacunas de ADN: vacíos en el conocimiento

Las vacunas de ADN (y ARN) han estado disponibles y aprobadas para medicina veterinaria, pero aún no se ha aprobado ninguna para uso humano. En comparación con las vacunas tradicionales, las vacunas de ácido nucleico (genético) son más fáciles de fabricar porque consisten solo en ADN o ARN, que es absorbido y traducido en proteínas por las células huésped. 21

La Organización Mundial de la Salud (OMS) reconoce que hay lagunas en el conocimiento científico sobre las vacunas de ADN y afirma: 22

Muchos aspectos de la respuesta inmune generada por las vacunas de ADN no se entienden. Sin embargo, esto no ha impedido un progreso significativo hacia el uso de este tipo de vacuna en humanos, y los ensayos clínicos han comenzado.

Organización Mundial de la Salud (OMS)

La seguridad de la vacuna de ADN incluyen: 

  • inflamación crónica porque la vacuna estimula continuamente el sistema inmune para producir anticuerpos;
  • posible integración del ADN plasmídico en el genoma del cuerpo del huésped que resulta en mutaciones;
  • problemas con la replicación del ADN;
  • desencadenante de respuestas autoinmunes, y
  • activación de genes cancerígenos.
  • Fuente: Zhang A. DNA Vaccines: Scientific and Ethical Barriers to the Vaccines of the FutureHarvard College Global Health Review Nov. 15, 2011.

El sistema de suministro de dispositivos eléctricos de Inovio lleva el ADN a las células del cuerpo

El 12 de marzo de 2020, Inovio anunció que había recibido una subvención de $ 5 millones de la Fundación Gates para acelerar las pruebas y ampliar el “dispositivo inteligente” portátil CELLECTRA® 3PSP que funciona con baterías para la entrega intradérmica de su ADN COVID-19 vacuna (INO-4800). El comunicado de prensa explicó que la electricidad se utilizará para dar a las personas la vacuna de ADN de Inovio para “abrir poros pequeños en la célula de forma reversible para permitir que los plásmidos entren” para que la “maquinaria de la célula” pueda “generar antígenos codificados, que luego estimulan un respuesta de anticuerpos: ” 24

El dispositivo CELLECTRA 3PSP de próxima generación está diseñado específicamente para un escenario de pandemia de tipo COVID-19. Es un dispositivo pequeño, portátil, portátil y fácil de usar que funciona con baterías “AA” fácilmente disponibles … Los medicamentos de ADN de INOVIO entregan plásmidos optimizados directamente a las células por vía intramuscular o intradérmica utilizando el dispositivo inteligente de mano patentado por INOVIO llamado CELLECTRA®.

CELLECTRA® utiliza un breve pulso eléctrico para abrir pequeños poros en la célula de manera reversible para permitir la entrada de los plásmidos, superando una limitación clave de otros enfoques de ADN y ARNm. Una vez dentro de la célula, los plásmidos son utilizados por la propia maquinaria de la célula para generar antígenos codificados, que luego estimulan una respuesta inmune, fortaleciendo así los mecanismos de defensa naturales del cuerpo. La administración con el dispositivo CELLECTRA asegura que el medicamento de ADN se administre directamente a las células del cuerpo, donde puede ir a trabajar de inmediato, generando una respuesta inmune.

La electroporación

La electroporación se define como “un proceso de aplicación de un pulso eléctrico de alto voltaje a una célula viva, que causa una permeabilidad temporal de la membrana celular, a través de la cual puede pasar un material extraño como el ADN”. 25 Durante los últimos dos siglos, los campos eléctricos se han utilizado para matar microbios para la esterilización de alimentos y agua y, desde la década de 1990, los investigadores biomédicos han investigado el uso de la electroporación reversible para desestabilizar temporalmente las membranas celulares con el fin de (1) fusionar las células juntas a través de la desestabilización de la membrana (electrofusión); (2) introducir material de ADN en las células a través de poros transitorios en la membrana (electrogenethearpy); y (3) administrar fármacos quimioterapéuticos directamente en las células (electroquimioterapia). La electroporación irreversible utiliza un régimen de energía eléctrica mucho más alto que induce la muerte celular y se emplea en ciertos tipos de terapias para tratar el cáncer. 26 27

En 2013, los investigadores de Inovio y la división de Enfermedades Infecciosas de la Universidad de Pensilvania especularon sobre cómo la electroporación y el dispositivo de corriente constante adaptativa CELLECTRA® de Inovio ayuda a mejorar la absorción de ADN de la vacuna por las células y genera una “respuesta inmune más robusta”: 28

La mejora de la respuesta inmune de la electroporación (EP) puede deberse mecánicamente a procesos inflamatorios locales causados ​​por el procedimiento en sí. La estimulación eléctrica induce la secreción de quimiocinas y citocinas inflamatorias y el reclutamiento de monocitos, linfocitos y células presentadoras de antígenos en el sitio de EP … Como resultado de estos procesos, aumenta la inmunidad humoral y mediada por células en comparación con la inyección de ADN sola, por lo tanto Potencialmente mejorando la eficacia de la vacuna.

Los investigadores de Inovio y la Universidad de Pensilvania señalaron que “Un inconveniente primario de la electroporación (EP) es el dolor y la incomodidad en el sitio de aplicación en comparación con las inyecciones convencionales”. Hubo informes de reacciones de contracción muscular involuntaria y aumentos asintomáticos de leves a severos en los niveles de CPK (creatina fosfoquinasa) en la sangre.

Según Lab Tests Online, “la creatina quinasa (CK) es una enzima que se encuentra en el corazón, el cerebro, el músculo esquelético y otros tejidos . Se liberan cantidades mayores de CK en la sangre cuando hay daño muscular “. 29 Los investigadores reconocieron que “se ha demostrado que el procedimiento de EP tiene cierto potencial de daño muscular transitorio en modelos animales, evidente como un mayor número de fibras con nucléolos centrales y haces miofibrilares dañados”.

Al final del artículo, los investigadores discutieron cómo la EP podría estimular respuestas inmunes mayores y más duraderas para las vacunas de ADN experimentales diseñadas para prevenir el VIH y el VPH. Aunque los 10 adultos varones sanos en el estudio de Inovio y la Universidad de Pensilvania no fueron inyectados con ADN, los investigadores explicaron que: 30

El EP debe aplicarse inmediatamente después de la inyección de ADN para ejercer su efecto sobre la expresión génica … La infiltración celular inflamatoria asociada con el proceso de EP puede explicar en parte el aumento de la absorción. Es posible que la presentación del antígeno sea más eficiente bajo condiciones estresantes en células estimuladas eléctricamente y pueda crear un efecto adyuvante. En este sentido, se ha demostrado que EP induce una infiltración linfocítica considerable, además de la elevación de CPK y el daño del músculo esquelético evidente como lesiones en ratones. Debido a que el tejido muscular generalmente no alberga muchas células presentadoras de antígeno residentes, es probable que el reclutamiento en el sitio de inyección contribuya a la eficacia de la EP.

Referencias

1 Dhaliwal S. Inovio Pharmaceuticals Begins Phase 1 Human Testing Of Its COVID-19 Vaccine.Benzinga Apr. 7, 2020.
Carlson R. INO-4800 DNA Vaccine DescriptionPrecision Vaccinations Mar. 28, 2020.
Inovio Pharmaceuticals, Inc. Inovio Initiates Phase 1 Clinical Trials of Its COVID-19 Vaccine and Plans First Dose Today. Nasdaq Apr. 6, 2020.
4 FDA. Vaccine Product Approval Process. Jan. 30, 2018.
5 College of Physicians of Philadelphia. Vaccine Development, Testing and RegulationThe History of Vaccines Jan. 17, 2018.
6 Polumbo B. FDA should fast-track coronavirus vaccine.Washington Examiner Mar. 13, 2020.
7 Kelly E. The Race for a COVID-19 VaccineScience Business Mar 23, 2020.
8 U.S. Food and Drug Administration (FDA). Emergency Use Authorization (EUA). Feb. 7, 2020.
9 Kilgore T. Inovio’s stock soars after receiving grant to develop coronoavirus vaccine. Market Watch Jan. 24, 2020.
10 Avril T. Inside a Philadelphia lab, scientists race to design a coronavirus vaccine. The Philadelphia Inquirer Feb. 11, 2020.
11 RTT News. Inovio, Bejing Advaccine to Advance Development of Vaccine Against CoronavirusNasdaq Jan. 30, 2020.
12 Ology Bioservices and Inovio Pharmaceuticals, Inc. Ology Bioservices, Inovio Partner to Manufacture COVID-19 DNA Vaccine with $11.9 Million Department of Defense Grant. Press Release Mar. 24 2020.
13 Etherington D. CDC. Vaccine Excipient Summary: Excipients Included in U.S. Vaccines, by Vaccine. February 2020.A Second Potential COVID-19 Vaccine, Backed By Bill And Melinda Gates, Is Entering Human TestingTech Crunch Apr. 6, 2020.
14 Dhaliwal S. NIAID. Vaccine Types. July 2019.Inovio Pharmaceuticals Begins Phase 1 Human Testing Of Its COVID-19 Vaccine.Benzinga Apr. 7, 2020.
15 Inovio Pharmaceuticals, Inc. Inovio’s Positive First-in-Humans MERS Vaccine Results Published in The Lancet Infectious Diseases. Press Release July 25, 2019.
16 Dawson P, Malik MR et al. What Have We Learned about Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus Emergence in Humans? A Systematic Literature ReviewVector Borne Zoonotic Dis 2019; 19(3): 174-192.
17 NIAID. Vaccine Types. July 2019.
18 CDC. Vaccine Excipient Summary: Excipients Included in U.S. Vaccines, by Vaccine. February 2020.
19 NIAID. Vaccine Types. July 2019.
20 Burke E. DNA Vaccines Explained. Biotech Primer. March 31, 2020.
21DNA and RNA Vaccine Design. Creative BioLabs.
22 World Health Organization (WHO). Biologicals: DNA Vaccines.
23 Zhang A. DNA Vaccines: Scientific and Ethical Barriers to the Vaccines of the FutureHarvard College Global Health Review Nov. 15, 2011.
24 Inovio Pharmaceuticals, Inc. INOVIO Receives New $5 Million Grant to Accelerate Scale Up of Smart Delivery Device for Its COVID-19 Vaccine. Press Release Mar. 12, 2020.
25 The Free Dictionary by Farlex. Definition of Electroporation.
26 Rolong A, Davalos RV et al. History of Electroporation. In: Meijerink M., Scheffer H., Narayanan G. (eds) Irreversible Electroporation in Clinical Practice 2018.
27 Venbever R, Preat VV. In vivo efficacy and safety of skin electroporationAdv Drug Deliv Rev. 1999; 35(1): 77-78.
28 Diehl MC, Lee JC et al. Tolerability of intramuscular and intradermal delivery by CELLECTRA® adaptive constant current electroporation device in healthy volunteers. Hum Vaccin Immunother 2013; 9(10): 2246-2252.
29 LabTests Online. Creatine Kinase (CK). Mar. 5, 2020.
30 Diehl MC, Lee JC et al. Tolerability of intramuscular and intradermal delivery by CELLECTRA® adaptive constant current electroporation device in healthy volunteersHum Vaccin Immunother 2013; 9(10): 2246-2252.

Immunization With SARS Coronavirus Vaccines Leads to Pulmonary Immunopathology on Challenge With the SARS Virus https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22536382/