BIOQUÍMICA Y FISIOLOGÍA HUMANA: Artículos de Revisión - Un Enfoque Pre-Clínico. EDICIÓN 2

Una de las particularidades de las vacunas de ARN es
que desencadenan la respuesta inmune mediante
varios mecanismos. Estimulan la formación de
anticuerpos y reclutan linfocitos T citotóxicos
mediante la unión de la proteína virica producida en
los ribosomas al complejo mayor de
histocompatibilidad tipo I (MHC). Este doble
mecanismo no tiene lugar con otros tipos de vacunas
(Wadhwa, 2020).
Dentro del citoplasma, los endosomas son
estructuralmente modificados debido al cambio de
pH entre el líquido intersticial y el citosol, lo cual
lleva a la desestabilización de las bicapas lipídicas
y así es como se lleva a cabo la liberación del
ARNm.
NANOTECNOLOGÍA EN EL DESARROLLO DE
LAS VACUNAS
El principal reto de las vacunas de ARNm es la
facilidad con la que el material genético puede
hidrolizarse dentro y fuera de la célula, por lo que es
necesario encapsular en una bio-carcasa resistente a
las condiciones fisiológicas, y que sea capaz de
penetrar la doble capa lipídica de las células y
desensamblarse en el citoplasma; algo similar al
proceso de infección viral.
Las nucleasas son enzimas que se encargan de
catalizar la degradación de los ácidos nucleicos;
también son denominadas fosfodiesterasas porque
catalizan la ruptura de enlaces fosfodiéster.
Se les puede clasificar dependiendo del tipo de ácido
nucleico en el que actúan: ribonucleasas para cuyo
sustrato es el ácido ribonucleico y las
desoxirribonucleasas que degradan ácido ribonucleico.
Las nucleasas de interés en este contexto son las
ribonucleasas, que catalizan la hidrólisis de ARN en
componentes más pequeños. Pueden dividirse en
endonucleasas que son enzimas que catalizan la
hidrólisis de los enlaces en diferentes regiones
ubicadas en el interior de la cadena polinucleótida y
exonucleasas que escinde nucleótidos del extremo
terminal, ya sea en el extremo 3' o 5'.
Una estrategia ampliamente aceptada es el desarrollo
de nanopartículas de lípidos, las cuales son capaces de
unirse con el ARNm, condensando al material
genético en un volumen de unos cuantos nm3. Estas
nanopartículas transportan al ARNm a través de las
mucosas, la sangre y el espacio intersticial,
dirigiéndose hacia las células objetivo con ayuda de
una biomolécula (normalmente una proteína) que
funciona como antena en la superficie de la
nanopartícula.
Esta molécula ayuda a la localización del dominio de
unión con el receptor en la membrana celular para
posteriormente ingresar por endocitosis; algo similar
al proceso de entrada de un virus a la célula. Una vez
que el endosoma se encuentra en el espacio
citoplasmático, la nanopartícula lipídica sufre un
cambio estructural que favorece su desensamble para
liberar al material genético (Durán et al., 2021).
Figura 8. Como las nanopartículas lipídicas
protegen al ARNm y coadyuvan a su inserción en
las células objetivo (Durán et al., 2021).
El ARNm es expresado, y el antígeno generado es
procesado por el proteosoma, generando
determinantes antigénicos que son cada uno de los
sitios de una macromolécula que son reconocidos
individualmente por un anticuerpo específico, los
cuales son cargados en los complejos de
histocompatibilidad I y llevados a la cara exterior
de la doble membrana lipídica de la célula. Este
proceso convierte a la célula transductada en una
célula presentadora de antígeno, la cual
interacciona con un linfocito T para generar
anticuerpos específicos para el antígeno.
Las nanopartículas de lípidos son micelas que
cuentan con un centro acuoso rodeado por una
bicapa lipídica que funciona como coraza.
Entonces, las micelas son estructuras esféricas
estables formadas por cientos de moléculas
anfipáticas, es decir, moléculas que se caracterizan
por tener una región polar (hidrofílica) y una
apolar (hidrofóbica). Así como las moléculas que
las componen, las micelas tienen un centro
fuertemente hidrofóbico y su superficie está con
grupos polares hidrofílicos.
Resultan de la mezcla de un grupo de moléculas
anfipáticas con el agua, por lo que se trata de una
forma de estabilizar las regiones hidrofóbicas de
muchas moléculas en conjunto, hecho que es
impulsado por el efecto hidrofóbico y organizado
por fuerzas de van der Waals (R. P. Puig, 2020).
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