Prolongación de la vida útil de las vacunas

Casi la mitad de todas las vacunas se desperdician. Esto se debe a los obstáculos logísticos que implica transportarlos a diversas regiones del mundo. La mayoría de las vacunas requieren una regulación estricta de la temperatura desde la línea de fabricación hasta la inyección en el brazo humano. Mantener una temperatura constante a lo largo de la cadena de frío (suministro) es una hazaña desafiante en las mejores circunstancias. En África subsahariana y otras regiones en desarrollo, por ejemplo, la infraestructura de transporte limitada y la electricidad poco confiable agravan los desafíos ya inmensos de entregar vacunas viables.

A la altura del desafío, los científicos de los Laboratorios de Ingeniería Macromolecular y Química Orgánica de ETH Zurich y los empresarios de Nanoly Bioscience, con sede en Colorado, trabajaron juntos para desarrollar una plataforma segura y versátil para aumentar la estabilidad térmica de las vacunas. ¿Su objetivo? Mejorar enormemente la distribución de vacunas viables y reducir los costes económicos de la cadena de frío.

Como Tupperware para proteínas

«Piense en ello como un huevo», explica Bruno Marco-Dufort, investigador de doctorado en el laboratorio de ingeniería macromolecular del profesor Mark Tibbitt. «A temperatura ambiente o en el refrigerador, el huevo mantiene su estructura de proteína viscosa, pero una vez que entra en agua hirviendo o en la sartén, su estructura cambia permanentemente». Es similar para las proteínas en una vacuna: una vez expuestas a ciertas temperaturas, se agrupan. Enfriarlos nuevamente no revertirá su desnaturalización: no puede «descocinar» el huevo.

Entonces, en lugar de alterar la madre naturaleza, Marco-Dufort y el equipo de investigación desarrollaron un nuevo tipo de hidrogel, cuyos detalles acaban de publicarse en la revista. Avances de la ciencia. El gel se basa en un polímero sintético biocompatible conocido como PEG que sirve como un dispositivo de encubrimiento protector para moléculas complejas muy grandes, pero invisibles a simple vista, como las proteínas que se encuentran en las vacunas, los anticuerpos o las terapias génicas. El empaque funciona como un Tupperware molecular, encapsulando las proteínas y manteniéndolas separadas. Permite que las proteínas resistan un mayor rango de fluctuaciones de temperatura. En lugar del rango tradicional de +2 a +8 grados Celsius (35 a 45 grados Fahrenheit) para la cadena de frío, la encapsulación permite un rango de 25 a 65 grados Celsius (75 a 150 grados Fahrenheit). Lo que es más importante, la carga encapsulada simplemente se libera agregando una solución de azúcar, lo que permite una fácil recuperación bajo demanda de las vacunas en su punto de uso.

Uso en la investigación del cáncer

Además de una mayor tasa de viabilidad de la vacuna, el verdadero cambio de juego de esta nueva tecnología biomédica de hidrogel es el efecto económico potencial que podría tener en la reducción de costos y riesgos para la salud asociados con la cadena de frío. «En 2020, el mercado general de servicios de cadena de frío (desde la fabricación hasta la distribución) fue de 17 200 millones de dólares y se prevé que aumente», informaron los investigadores. El aumento de los costos plantea consecuencias potencialmente nefastas para la salud pública y la confianza pública si las vacunas llegan a través de una cadena de frío comprometida.

«La mayoría de las vacunas son sensibles al calor y al frío. Esto crea una gran barrera para las campañas mundiales de inmunización, porque los costos administrativos y de distribución de vacunas a menudo superan los costos de producción», explica Marco-Dufort. Si bien se necesitarán más inversiones para reforzar la cadena de frío, la encapsulación ofrece una solución de ahorro de costos que podría destinarse a la producción de más vacunas y, por lo tanto, salvar más vidas.

Sin embargo, todavía queda un largo camino por recorrer en términos de más investigación, estudios de seguridad y ensayos clínicos antes de que los hidrogeles puedan implementarse para la distribución de vacunas. Su uso más inmediato es para transportar enzimas sensibles al calor utilizadas en la investigación del cáncer, por ejemplo, o moléculas de proteínas para la investigación en entornos de laboratorio.

Un paso hacia la solución de un problema global

Si bien las nuevas biotecnologías y el ahorro de costos son un paso en la dirección correcta, todavía existen enormes desafíos logísticos, políticos y socioeconómicos para resolver los problemas globales relacionados con la distribución equitativa de vacunas y la vacilación de vacunas. La motivación de Marco-Dufort no se deja intimidar. Su experiencia infantil viviendo en la República Democrática del Congo le inculcó un profundo aprecio por la necesidad de vacunas contra enfermedades infecciosas, no solo para el COVID-19, sino también para la poliomielitis, la meningitis y el ébola. Él, más que la mayoría, es consciente de los tremendos desafíos que enfrentan las personas que viven en el África subsahariana en términos de acceso a las vacunas donde las enfermedades infecciosas aún prevalecen.

Mark Tibbitt, Bruno Marco-Dufort y el trabajo del equipo representan un avance sustancial en el desarrollo de excipientes de vacunas. Su trabajo también ofrece un rayo de esperanza para un impacto social positivo. Incluso un pequeño alivio de los factores económicos asociados con la distribución de vacunas, medicamentos e investigación biomédica podría generar mayores impactos en el futuro.