Cómo funciona la vacuna Novavax contra el COVID-19, una vacuna de subunidad proteica

Actualizado el 30 de octubre de 2020

Por Nidhi Parekh de The Shared Microscope

Traducido por Daysi Araujo. Click here to read this article in English.

La vacuna que Novavax se llama NVX-CoV2373, y es una vacuna de subunidad proteica. La vacuna Novavax contiene una pequeña parte de una de las proteínas del virus SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19. La idea detrás de la vacuna Novavax es que el cuerpo puede generar inmunidad al virus y evitar la infección por COVID-19 al exponer el sistema inmunológico solo a esta pequeña subsección del virus. Siga leyendo para obtener más información sobre Novavax y la ciencia detrás de esta vacuna COVID-19.

Novavax: Una “fábrica de proteínas” de SARS-CoV-2 para vencer a COVID-19 $NVAX

Vea otras publicaciones en nuestra serie de vacunas COVID-19:

[ Moderna | Oxford / AstraZeneca | Pfizer / BioNTech | Johnson & Johnson | Novavax | Sinovac ]

Tabla de contenido:

¿Qué es una vacuna de subunidad?

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Una vacuna de subunidad utiliza un solo componente de un patógeno (es decir, una bacteria o virus) para establecer la inmunidad. La vacuna se elabora a partir de una sola parte (o subunidad) del patógeno en lugar de todo el patógeno.

Una vacuna de subunidad usa un solo componente de un virus para establecer inmunidad. En otras palabras, la vacuna se fabrica a partir de una sola parte del patógeno, una subunidad, en lugar de todo el patógeno en sí. #Novavax #COVID19

En la caricatura de abajo, la hipotética vacuna estaría hecha a partir de la subunidad que corresponde a la cabeza. La “cabeza” se extraería del virus para hacer una vacuna utilizando esa subunidad en particular.

Por lo general, una vacuna de subunidad se basa en algún componente crucial del mecanismo de infección del patógeno, para que el cuerpo humano pueda reconocer y defenderse contra  las infecciones de patógenos que dependen de estos mecanismos.

En consecuencia, Novavax se enfoca en las proteínas de pico de SARS-CoV-2. Esto se debe a que las proteínas de pico en el SARS-CoV-2 son cruciales para que el virus ingrese a las células humanas. Una vez que el virus ingresa a la célula, el SARS-CoV-2 se replica para luego propagarse y causar la infección por COVID-19.  

Por lo tanto, en el caso de COVID-19, el componente de interés es la proteína de pico viral que se encuentra en la superficie del virus SARS-CoV-2. Dado que NVX-CoV2373 usa una subunidad de proteína (la proteína de pico del virus), se puede clasificar como una vacuna de subunidad de proteína. Otras subunidades utilizadas en el desarrollo de este tipo de vacunas además de las proteínas incluyen los azúcares.

ilustración de la estructura de SARS-CoV-2

Esta ilustración fue creada por Nidhi Parekh de The Shared Microscope . Visite The Shared Microscope en Instagram.

Una ilustración de la estructura del virus SARS-CoV-2. El ARN del virus está envuelto en una membrana lipídica. Los picos verdes en la superficie del virus son picos de proteínas que son cruciales para que el virus SARS-CoV-2 cause infección en humanos.

Una ventaja de utilizar vacunas de subunidades de cualquier tipo es la capacidad de provocar una respuesta inmunitaria muy robusta. La fuerte respuesta se debe al hecho de que la vacuna contiene partes cruciales del patógeno al que desarrollamos inmunidad. Sin embargo, en algunos casos, estas vacunas podrían requerir inyecciones de refuerzo para garantizar la inmunidad continua.

¿Cómo funciona la vacuna de Novavax contra el COVID-19?

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Como hemos mencionado, el componente de interés en una vacuna COVID-19 es la proteína de pico viral que se encuentra en la superficie del virus SARS-CoV-2. El virus SARS-CoV-2 no puede causar una infección sin las proteínas de pico en su superficie. Debido a la importancia de la proteína de pico en el mecanismo de infección, es un objetivo prometedor para los tratamientos contra el COVID-19.

Casi todas las vacunas en desarrollo contra el COVID-19 tienen como objetivo la explotación de la proteína de pico, ya sea introduciendo información característica sobre la proteína de pico o la proteína de pico en sí, en nuestros cuerpos. Una vez que el cuerpo se exponga a la proteína de pico, nuestro sistema inmunológico podrá reconocerla como un “invasor” y lanzar un ataque inmunológico para neutralizarla y destruirla. 

En el caso de Novavax, las proteínas de pico se cultivan en un laboratorio mediante un proceso complicado que está fuera del alcance de este artículo. Estas proteínas de pico se purifican para eliminar todas las demás moléculas. 

Las proteínas de pico purificadas luego se inyectan en nuestros cuerpos. Una vez introducidos, serán reconocidos como “invasores” y atacados y neutralizados. La introducción de proteínas de pico en el cuerpo les enseña a las células inmonológicas cómo reconocer la proteína de pico del SARS-CoV-2. Cuando se exponga naturalmente al virus, el cuerpo habrá preparado su campo de batalla y enviado a sus mejores soldados para conquistar el virus SARS-CoV-2 de la mejor manera posible. La próxima vez que el cuerpo tenga que lidiar con el SARS-CoV-2, estos soldados entrenados estarán listos para ayudar al cuerpo a evitar una infección por COVID-19.

ilustración de el componente principal de la vacuna Novavax: la proteína de pico
Esta ilustración fue creada por Nidhi Parekh de The Shared Microscope. Visite The Shared Microscope en Instagram.

El componente principal de la vacuna Novavax es la proteína de pico del SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19. Las proteínas de pico son cruciales para que el virus ingrese a las células humanas, por lo que desarrollar inmunidad a las proteínas de pico previene la infección por el COVID-19.

Elaborar la vacuna Novavax requiere una “fábrica de proteínas”

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Para producir las proteínas de pico, Novavax utiliza un mecanismo único. Este método ha funcionado en el pasado para la producción de NanoFlu, que se aceleró para su uso contra la influenza. Las siguientes infografías intentan simplificar y explicar los métodos detrás de la “fábrica de proteínas” de NovaVax de la mejor manera posible.

Se utiliza una “fábrica de proteínas” biológica para crear grandes cantidades de la proteína de pico del SARS-CoV-2, que se recolectan y utilizan en la vacuna Novavax COVID-19. #COVID19

Tenga en cuenta: El siguiente esquema intenta explicar conceptos de biología y, por lo tanto, se simplifica para ayudar a la comprensión.

Ilustración de cómo se fabrica las proteína de pico para la vacuna Novavax

El ARN que codifica la proteína pico del SARS-CoV-2 se convierte en ADN, que se agrega a un baculovirus. Esto forma un virus recombinante, que contiene ADN de baculovirus y ADN traducido del virus SARS-CoV-2. El virus recombinante expresa las proteínas de pico del SARS-CoV-2 cuando se reproduce.

Como puede verse en la imagen de arriba, el material genético de la proteína de pico del virus SARS-CoV-2 toma la forma de ARN, una molécula monocatenaria de ácidos nucleicos. El virus se modifica genéticamente y se convierte químicamente en ADN de doble hebra para que se pueda agregar a otro virus para facilitar la producción de las proteínas de pico. 

El ADN diseñado a partir del virus SARS-CoV-2 se agrega luego a un baculovirus, un virus que tiene propiedades únicas que lo hacen ideal para la producción masiva de proteínas de pico para su uso en la vacuna Novavax COVID-19. Los baculovirus son un grupo de virus de insectos que tiene un genoma más grande y, por lo tanto, pueden albergar genes “extraños” adicionales.  

La mezcla del SARS-CoV-2 y el baculovirus se llama virus recombinante y contiene tanto ADN del baculovirus como ADN convertido del virus SARS-CoV-2. El baculovirus recombinante puede expresar la proteína de pico del SARS-CoV-2 cuando infecta una célula de insecto.

Para causar una infección, los baculovirus típicamente deben ser ingeridos por un insecto. Cuando el insecto se come el virus recombinante, el virus entra en las células del insecto. El virus se apodera de la maquinaria celular del insecto, lo que resulta en una mayor producción de las proteínas de pico del SARS-CoV-2.  A continuación, las proteínas de pico se pueden recolectar, purificar y usar para la vacuna.

Ahora que sabemos cómo se produce el virus recombinante, veamos con más detalle cómo Novavax elabora NVX-CoV2373, y su vacuna COVID-19.

¿Cómo se elabora la vacuna de Novavax contra el COVID-19?

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La elaboración de la vacuna de Novavax es más compleja que la de las otras vacunas que hemos estudiado. Como mencionamos anteriormente, los baculovirus infectan las células del insecto para apoderarse de su maquinaria y producir en cantidad las proteínas de pico del SARS-CoV-2. Novavax usa una célula de insecto conocida como “Sf9” para este propósito. Las células Sf9 son una línea celular que se establece a partir del tejido ovárico de Spodoptera frugiperda (polilla del gusano cogollero).

La cultivación de baculovirus en células Sf9 se ha utilizado ampliamente para la producción en volumen, el aislamiento y la purificación de proteínas. También se ha utilizado para desarrollar una vacuna contra la gripe . Este sistema se utilizó para la producción de NanoFlu, una vacuna producida para adultos mayores, que se aceleró para su uso contra el virus de la influenza.

Vea a continuación una ilustración útil y un esquema paso a paso del proceso de fabricación de Novavax.

Tenga en cuenta: Los siguientes esquemas tienen como objetivo explicar conceptos de biología y, por lo tanto, están simplificados para ayudar a la comprensión.

Ilustración de cómo se fabrica la vacuna Novavax
  1. La célula Sf9, un tipo de célula que se encuentra en los insectos, se infecta con el baculovirus recombinante.
  2. Una vez que la célula Sf9 está infectada con el baculovirus, el virus se apodera de la célula para producir sus propias proteínas. Usando la maquinaria celular, las proteínas virales, incluidas las proteínas de pico del SARS-CoV-2, pueden plegarse en sus estructuras correctas.
  3. Las proteínas de pico elaboradas en el Paso 2 se modifican adicionalmente utilizando la maquinaria celular Sf9.
  4. Las proteínas de pico se transportan a la superficie (la membrana celular) de la célula Sf9.
  5. Novavax extrae las proteínas de pico correctamente plegadas y modificadas de la membrana celular, y las purifica para garantizar que no hayan moléculas no deseadas. Las proteínas de pico ahora se pueden utilizar como el componente principal de la vacuna Novavax. 

Novavax inserta las proteínas de pico extraídas en “micelas,” que son cápsulas artificiales del tamaño de virus. Estas micelas se inyectan en el cuerpo humano. Al inyectarse, las micelas flotan libremente pero no llegan muy lejos. El sistema inmunológico los identifica como “extraños” y ciertas células inmunitarias se activan para responder a la presencia de la misma proteína en el futuro. Esta respuesta biológica optimiza la posibilidad de combatir los virus del SARS-CoV-2 antes de que puedan causar COVID-19.

Vea este video de Novavax para obtener más información sobre el proceso de fabricación.

A diferencia de las otras vacunas COVID-19 en desarrollo, la vacuna NVX-CoV2373 de Novavax es una de las pocas candidatas que produce proteínas de pico viral fuera del cuerpo humano.

¿A diferencia de las otras vacunas COVID-19 en desarrollo, la vacuna NVX-CoV2373 es una de las pocas vacunas candidatas que produce proteínas de pico viral fuera del cuerpo humano? Las proteínas se elaboran utilizando los métodos discutidos anteriormente, se purifican y luego se inyectan en el cuerpo humano. Otros desarrolladores de vacunas, como Oxford / AstraZeneca y Moderna, inyectan la información genética relacionada con la proteína de pico SARS-CoV-2 en el cuerpo, para que el cuerpo mismo produzca la proteína de pico,  y consecuentemente desarrollar inmunidad a ella.

Ensayos clínicos de Novavax

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Aunque Novavax está muy atrasado en los ensayos clínicos en comparación con Moderna , Oxford / AstraZeneca y Sinovac , la vacuna es muy prometedora. El 25 de mayo de 2020, Novavax anunció el inicio de un estudio de fase I de NVX-CoV2373 en Australia.

Los ensayos clínicos de fase I / II de Novavax incluyeron 130 participantes con un rango de edad desde 18 hasta 59 años. La empresa espera anunciar sus resultados preliminares de inmunogenicidad y seguridad para la vacuna en la primera semana de agosto. Los ensayos de la Fase II comenzarán cuando hayan resultados exitosos de la Fase I. 

Novavax ha recibido $1.6 mil millones en fondos de Operation Warp Speed para desarrollar y distribuir 100 millones de vacunas a finales de 2020. Este dinero se destina a completar ensayos clínicos con hasta 30,000 participantes, y también se destina al establecimiento de elaboración a gran escala de la vacuna. Novavax también recibirá $ 388 millones de la Coalición para la Preparación ante Epidemias (CEPI) para ayudar en el desarrollo y la elaboración de la vacuna. Sin embargo, el futuro de la vacuna Novavax depende de los resultados de los ensayos clínicos de fase I. ¿Novavax mostrará resultados positivos en la Fase I? Esté atento a las noticias para seguir las últimas novedades sobre esta vacuna. 

Gracias a Daysi Araujo por la traducción de este artículo.

Esta publicación fue escrita por Nidhi Parekh de The Shared Microscope. Consulte The Shared Microscope en TwitterFacebook, o Instagram para obtener más ilustraciones informativas y publicaciones de blog sobre diferentes conceptos científicos.

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