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Vacunas: ¿Qué son y cómo funcionan?

junio 11, 2020

Rubén Megía González

Todo el mundo ha jugado alguna vez a los “marcianitos”. Este juego arcade, cuyo nombre real no es “los marcianitos”, sino “Space Invaders”, llenaba las salas de recreativas en los años 80 y consistía en “destruir” unos terribles enemigos con los rayos láser de una pixelada nave espacial. Nuestro sistema inmunitario funciona de un modo similar y se pasa el día “jugando a los marcianitos” contra todo tipo de agentes externos. De hecho, es muy buen “jugador” y, normalmente, es capaz de erradicar a los agentes infecciosos rápidamente. El problema aparece cuando llega un agente infeccioso al que los “rayos láser” de nuestro sistema inmunitario no pueden eliminar. Entonces es cuando llega el “GAME OVER” y, con él, la temida infección. Por suerte, los humanos hemos sido capaces de desarrollar una ayuda para que nuestra “nave inmunitaria”, pueda acabar más fácilmente con las amenazas externas: las vacunas.

¿Qué es una vacuna?

Una vacuna, es cualquier cosa que permita al organismo generar unos anticuerpos contra posibles futuras infecciones. Siguiendo el ejemplo de los “marcianitos”, es lo que se conoce comúnmente en el mundo de los videojuegos como “mejora”. Estas mejoras para nuestra “nave inmunitaria” le permiten generar nuevas clases de “rayos láser”, capaces de destruir a los nuevos enemigos a los que se enfrenta.

Pero bien, dejemos de centrarnos en los “marcianitos” y centrémonos. Si no sabemos cómo funciona nuestra nave, el sistema inmunitario ¿Cómo vamos a elaborar “mejoras” para ella?

¿Cómo funciona el sistema inmunitario?

El sistema inmunitario es la defensa principal de nuestro cuerpo frente a cualquier agente externo que sea potencialmente peligroso para nosotros, haciéndonos inmunes a su efecto. Podemos diferenciar 3 tipos de inmunidad en nuestro sistema inmunitario:

Inmunidad innata:

La inmunidad innata es nuestro sistema de defensa más básico. Se compone de una serie de elementos que son innatos (valga la redundancia) y que nos protegen de la entrada de agentes potencialmente peligrosos al interior de nuestro organismo. Algunos ejemplos son el pH de la piel, los enzimas de nuestras lágrimas o los enzimas del sistema del complemento.

Inmunidad pasiva:

A veces nuestro sistema inmunitario recibe ayuda externa temporal. Un ejemplo es el de los bebés, que disponen de anticuerpos procedentes de la placenta materna y que los protegen de algunas infecciones hasta, aproximadamente, los 12 meses de edad. Esta inmunidad no es duradera.

Inmunidad adquirida:

A diferencia de nuestra respuesta inmunitaria innata, la inmunidad adquirida no está presente en los recién nacidos. Este tipo de respuesta inmunitaria es muy eficaz, pero únicamente si has pasado la enfermedad antes. Esto, en el caso de un resfriado leve o la varicela, no está mal, pero cuando una enfermedad es potencialmente mortal, pues ya es otro cantar.

Explicar en un solo post la inmunidad adquirida y las vacunas es un poco descabellado, así que si os interesa, os dejo un enlace a otro de nuestros post, donde explico el funcionamiento de las células del sistema inmunitario más detenidamente. De momento, lo único que debéis saber para comprender el funcionamiento de las vacunas es que este tipo de inmunidad aparece como respuesta a un primer contacto con “algo extraño” y se mantiene durante toda la vida. Este “algo extraño” se conoce como “antígeno” y es cualquier sustancia que pueda ser reconocida como extraña y desencadenar una respuesta inmunitaria. Un antígeno, por tanto, puede ser una proteína de membrana de una bacteria, una toxina o las proteínas de cubierta de un virus.

Imaginad que una niña pequeña se expone un virus con el que no ha tenido contacto anteriormente, el virus de la varicela, y este es capaz de evitar la respuesta innata. En ese momento, el virus coloniza sus células, de forma irremediable, ya que este su cuerpo no dispone de ninguna defensa específica contra él. Sin embargo, los linfocitos, las células del sistema inmunitario, son capaces de reconocer algunas partes del virus (por ejemplo, una proteína de su cubierta) y generar linfocitos de memoria. Estos linfocitos de memoria específicos contra el virus de la varicela servirán para controlar futuras infecciones de este virus. ¡La próxima vez, la niña ya tendrá anticuerpos (los “rayos láser” de nuestra “nave” inmunitaria) específicos contra el virus de la varicela y su sistema inmunitario podrá eliminar los viriones sin despeinarse siquiera!

¿Qué pasa en nuestro organismo cuando nos vacunamos?

Recordad que una vacuna es, por definición, una sustancia que, al introducirse en el organismo, produce una respuesta inmune. Lo que se busca al utilizar una vacuna es engañar al sistema inmunitario simulando una infección, sin los efectos negativos de esta. Es la respuesta del sistema inmunitario ante una amenaza que realmente no existe la que, en última instancia, genera linfocitos de memoria.

¿Qué tipos de vacunas hay?

Actualmente existen muchísimos tipos de vacunas, que son más o menos útiles dependiendo del agente infeccioso contra el que queramos generar inmunidad. Los tipos principales son los siguientes:

Vacunas vivas atenuadas:

Una vacuna viva atenuada, como su nombre indica, es aquella que utiliza una forma atenuada o debilitada del agente infeccioso contra el que queremos generar inmunidad. Si leísteis la semana pasada nuestro post sobre el origen de las vacunas, la vacuna que Pasteur inoculó en sus experimentos con pollos era una vacuna viva atenuada.

Las vacunas vivas atenuadas tienen una ventaja principal: el sistema inmunitario entra en contacto con el agente infeccioso completo. Esto hace que el sistema inmunitario esté totalmente preparado para las próximas infecciones del agente infeccioso, pues ha podido identificar diferentes antígenos en él.

La desventaja principal de este tipo de vacunas es que, al tratarse de agentes infecciosos completos, es posible que logren infectar el organismo en el que se inoculan si este tiene un sistema inmunitario debilitado.

Vacunas inactivadas:

Las vacunas inactivadas, también conocidas como “vacunas muertas”, son similares a las vacunas vivas atenuadas. Al igual que en el caso anterior, se inocula el agente infeccioso completo, pero “muerto”, es decir, sin capacidad de infectar las células.

Al eliminar la capacidad replicativa del agente infeccioso, se evita el principal problema de las vacunas vivas atenuadas. Sin embargo, este tipo de vacunas suele requerir de más de una dosis.

Vacunas de subunidades y conjugadas

Las vacunas de subunidades son aquellas en las que se inocula un componente del patógeno contra el que queremos protegernos. En este caso, por ejemplo, se introduciría en el organismo una proteína de superficie característica del patógeno.

Cuando se utiliza más de un elemento, se suelen enlazar químicamente con una proteína portadora. A estas vacunas se les conoce como vacunas conjugadas y funcionan de una forma similar a las vacunas de subunidades.

Vacunas con toxoides

Las vacunas con toxoides son todas aquellas vacunas en las que se inocula una toxina inactivada. Este tipo de vacunas está enfocado a la prevención de enfermedades que están causadas por una toxina producida por un organismo, pero no por la infección de este. El ejemplo típico es el del tétanos, cuyos síntomas no están causados directamente por la bacteria Clostridium tetani, sino por la toxina que produce, la tetanospasmina.

Al inocular en el organismo los toxoides (toxinas inactivadas), nuestro sistema inmunitario es capaz de generar anticuerpos que “neutralizan” parte de estas moléculas. A la vez, aparecen linfocitos de memoria, que serán clave en un nuevo contacto con la toxina.

Vacunas de ácidos nucleicos

Cada día descubrimos nuevas cosas sobre la composición bioquímica de los agentes infecciosos que nos afectan y, gracias a ello, hemos sido capaces de desarrollar nuevos tipos de vacunas. Las vacunas de ADN y las vacunas de ARN son un claro ejemplo de ello.

Las vacunas de ADN consisten en la introducción de un plásmido con genes del agente infeccioso en las células del organismo al que se busca inmunizar. El plásmido, gracias a la maquinaria celular, genera proteínas del germen e induce una respuesta inmunitaria.

En el caso de las vacunas de ARN, se introduce en el organismo ARN de cadena simple que codifica para proteínas específicas del agente infeccioso objetivo. Este ARN, al ser traducido en las células, produce en ellas proteínas del agente infeccioso. Las proteínas del agente infeccioso, al ser expulsadas de las células, inducen una respuesta inmunitaria, con su correspondiente generación de linfocitos de memoria.

Vacunas de vectores recombinantes

Las vacunas de vectores recombinantes son aquellas en las que, mediante ingeniería genética, se introduce el material genético del agente infeccioso objetivo en un vector (un virus o una bacteria poco patogénicos). El vector se introduce en el organismo al que se busca inmunizar y se divide en él, expresando el gen del agente infeccioso y generando una respuesta inmunitaria.

Y hasta aquí el blog de hoy. Espero que hayáis aprendido mucho sobre las vacunas y cómo funcionan. Podéis leer un poco más sobre ellas a través de los siguientes enlaces:

Páginas interesantes:

https://www.nature.com/articles/d41586-020-01221-y