Ingeniería inversa al código genético de las vacunas de covid-19

Las gotas recogidas en viales de la vacuna COVID-19 de Moderna, permitieron a un grupo de investigadores de la Universidad de Stanford determinar la secuencia del ARNm de la proteína de pico del SARS-CoV-2 que se usa en la inmunización, informó el portal vice.com en su sección de tecnología llamada Motherboard, el pasado 29 de marzo de 2021. en el sitio web de acceso abierto GitHub.

«El intercambio de información de secuencia para terapias de uso generalizado, tiene un beneficio sustancial en el diseño de herramientas clínicas mejoradas y diagnósticos precisos», escriben los autores en su publicación. Explican que conocer la secuencia de la vacuna permitirá a los laboratorios de diagnóstico diferenciar más fácilmente, entre el ARN de la vacuna y el de una infección viral real.

 «A medida que la vacuna se ha ido implementando, estas secuencias han comenzado a aparecer en muchos estudios de investigación y de diagnóstico diferentes», dijeron los investigadores a Motherboard por correo electrónico. «Conocer estas secuencias y tener la capacidad de diferenciarlas de otros ARN en el análisis de futuros conjuntos de datos biomédicos es de gran utilidad».

La secuencia de ARNm de la vacuna Pfizer / BioNTech fue puesta a disposición del público en diciembre por la Organización Mundial de la Salud , y la compañía confirmó su exactitud. Esto les dio a los científicos la capacidad de comparar lo que estaban viendo en las muestras de los pacientes con la vacuna. Ahora, los investigadores también podrán buscar marcadores de la vacuna Moderna. Las secuencias de ambas vacunas se incluyen en el documento publicado en GitHub, lo que permite realizar comparaciones entre ambas.

Para determinar la identidad de la transcripción del ARNm en la vacuna Moderna, el equipo de Stanford recolectó gotitas de los viales después de que se administraron todas las dosis. Luego obtuvieron el permiso de la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. para realizar pruebas en estas pequeñas sobras.

Se habla mucho de las vacunas del covid-19 y del ARNm pero, comencemos a tratar de entender de que se trata todo esto.

ARN Mensajero (ARNm)

Los ARN mensajeros, también conocidos como ARNm, son uno de los tipos de ARN que se encuentran en la célula. Éste en particular, como la mayoría de los ARN, se sintetiza en el núcleo y luego se exporta al citoplasma, donde la maquinaria de traducción, la maquinaria que realmente fabrica las proteínas, se une a las moléculas de ARNm y lee en ellas el código para producir una proteína específica. Así que en general, un gen, el ADN de un gen, puede ser transcrito en una molécula de ARNm que puede acabar dando lugar a una proteína específica.

ARN Sintético

Muchos países han comenzado un programa de inmunización, poniendo las vacunas de ARN mensajero (ARNm) en el centro de atención. Tan solo 66 días separan la secuenciación del genoma del SARS-CoV-2 del primer ensayo clínico. Este rápido desarrollo y alta eficacia (95%) han planteado preguntas sobre el mecanismo de funcionamiento de estos productos.

El ARN mensajero de las vacunas de Moderna y BioNTech/Pfizer porta la información necesaria para fabricar la proteína de la espícula S (spike) del coronavirus SARS-CoV-2 y así activar la respuesta inmune. La elegancia de este método consiste en que no se necesitan cultivos de células para producir virus atenuados o grandes factorías para sintetizar y purificar proteínas víricas. Este trabajo laborioso se desarrolla con la maquinaria de la propia célula. El código genético es la “piedra Rosetta” que hace posible traducir una secuencia de ARN mensajero en una proteína.

Sin embargo, el ARN mensajero es una molécula frágil de corta duración. Se degrada en las células humanas en un promedio de 10 horas y es destruido por enzimas ribonucleasasas. Entonces, ¿cómo es posible que el ARN mensajero se pueda usar como vacuna, si nada más entrar en nuestro cuerpo ya es destruido por nuestras defensas?

El éxito de las vacunas de ARN mensajero es el fruto de la investigación básica que se ha ido acumulando durante más de tres décadas. Entre los numerosos avances que han posibilitado este hito científico caben destacan dos: la capacidad de sintetizar ARN modificado y el mecanismo de transporte a la célula.

ARN mensajero síntetico: instrucciones para crear proteínas

Los mecanismos celulares para reconocer y destruir material genético extraño han sido perfeccionados durante millones de años de evolución. Ha requerido tiempo e ingenio de investigadores como Kerikó y su colega Weissman para llegar a una receta que esquive la degradación del ARNm. Estos demostraron en 2005 que, modificando uno de los componentes del ARNm, se podía aplacar a las defensas contra el ARN sintético.

La vacuna contiene ARNm con una tapa inicial y una cola larga de poliadenina en la parte posterior para que sea reconocida como ARNm dentro de la célula. Además, se usa una forma modificada de uracilo (U), una de las cuatro bases nitrogenadas que forman parte del ARN, para escapar de las defensas que ayudan a protegernos del ARN foráneo. Por ejemplo, en la vacuna COVID-19 BioNTech/Pfizer, cada U ha sido reemplazada por pseudouridina, denotado por Ψ en la secuencia publicada por la OMS.

Esta ingeniosa bioingeniería garantiza que el ARNm se procese correctamente dentro de la célula, se traduzca en proteína (curiosamente con mayor capacidad), se exponga en la membrana celular y desencadene la respuesta inmune contra el virus.

Cuando el ARN sintético es traducido y la proteína de espícula es producida en las células humanas, esta proteína muestra una conformación diferente a la del coronavirus. Gracias al conocimiento adquirido sobre otros coronavirus (MERS, SARS) y la estructura publicada de la proteína de espícula, el ARNm de la vacuna contiene dos pequeñas modificaciones para que la proteína adquiera una conformación rígida que se asemeje a la proteína de espícula real del virus. A medida que se identifican variantes mutadas del coronavirus, las vacunas de ARNm podrían reprogramarse para abordar rápidamente las cepas emergentes.

Nanoparticulas lípidicas (LNP): gotas de grasa protectoras

Un método de transporte eficaz es el segundo ingrediente de la vacuna ARNm. Imagine que compra un jarrón de cristal muy frágil por internet. Necesita una buena caja, con espuma para que no se rompa, y la dirección para que llegue a su destino. De manera similar, el ARNm es una molécula muy frágil y se transporta dentro de una esfera o gota de grasa que atraviesa la pared celular por endocitosis y libera su material dentro de la célula.

La entrega de ácidos nucleicos a las células ha sido un desafío durante muchas décadas. El primer avance provino del laboratorio de Robert Langer en MIT, quien demostró que ciertos polímeros permitían la liberación gradual de proteínas y otras macromoléculas.

En los años setenta se publicaron estudios mostrando que era posible encapsular ácidos nucleicos en pequeñas vesículas decoradas con el polímero polietilenglicol (PEG) y ralentizar así su degradación. Langer y otros desarrollaron gotas de grasa de varios nanometros, llamadas nanopartículas de lípidos (LNP) que son muy eficaces en el trasporte y liberación de ácidos nucleicos.

En 2010 fundaron Moderna, la compañía que utiliza este método en una de las primeras vacunas de ARNm contra la covid-19 (mRNA-1273). Las LNP se usan en terapias contra el cáncer y no es la primera vez que se autoriza el uso de una vacuna de RNA que usa LNP. En 2018, la FDA autorizó Patisiran, un medicamento para tratar un tipo de amiloidosis hereditaria (una enfermedad rara) usando ARN interferente.

La vacuna de la covid-19 usa nanopartículas lipídicas compuestas de tres ingredientes principales: un lípido catiónico ionizante (un lípido con carga positiva), colesterol y PEG. El colesterol asegura la fluidez de la partícula y se cree que aumenta la eficacia con la que el LNP se fusiona con la membrana celular. El polietilenglicol aumenta la potencia de la vacuna al hacer que la partícula hidrófoba sea más soluble en agua y ralentice su degradación. Finalmente, el lípido catiónico ionizante es el elemento clave que facilita la encapsulación de un molécula cargada negativamente como el ARNm.

Múltiples recetas, diferente estabilidad

BionTech/Pfizer y Moderna usan la misma tecnología para encapsular ARNm en nanopartículas lipídicas. Sin embargo, difieren en la composición de los lípidos que usan. Esto, unido a posibles diferencias en la estructura y termoestabilidad del ARNm, hace que Pfizer recomiende la conservación de la vacuna a -70 °C, mientras que Moderna garantiza la estabilidad de la vacuna a -20 °C. Los detalles de la receta para producir LNPs están protegidas por una patente pero se pueden deducir de los informes de autorización de la FDA mRNA-1273 y BionTech/Pfizer BNT162b2 (Comirnaty).

La vacuna de Oxford/AstraZeneca ChAdOx1 usa un adenovirus de chimpancé modificado para trasportar ADN que codifica la proteina de la espícula. Su mecanismo es distinto de las anteriores y se puede conservar a 4 °C.

Estas vacunas son la gran esperanza en esta pandemia y futuras enfermedades, pero también son claro ejemplo de las sinergias entre diversas disciplinas como la biología molecular, la nanotecnología y la ciencia de la materia blanda (soft matter). Una vez más, la ciencia básica proporciona los ingredientes para una revolución tecnológica, como lo son las vacunas ARNm.

Ingeniería inversa del código fuente de la vacuna BioNTech / Pfizer SARS-CoV-2

Si la vacuna es un líquido que se inyecta en el brazo, ¿cómo podemos hablar de código fuente?

Esta es una buena pregunta, así que comencemos con una pequeña parte del código fuente de la vacuna BioNTech / Pfizer, también conocida como BNT162b2 , también conocida como Tozinameran, también conocida como Comirnaty .

La vacuna de ARNm BNT162b2 tiene este código digital en su corazón. Tiene 4284 caracteres, por lo que cabría en un montón de tweets. Al comienzo del proceso de producción de la vacuna, alguien cargó este código en una impresora de ADN (sí no me equivoqué, la máquina se llama ADN Kilobaser Express), que luego convirtió los bytes en el disco, en moléculas de ADN reales.

De esta máquina salen pequeñas cantidades de ADN, que después de mucho procesamiento biológico y químico terminan como ARN en el vial de la vacuna. Una dosis de 30 microgramos en realidad contiene 30 microgramos de ARN. Además, existe un inteligente sistema de empaquetado de lípidos (grasos) que lleva el ARNm a nuestras células.

El ARN es la versión volátil de «memoria de trabajo» del ADN. El ADN es como el almacenamiento en memoria USB de la biología. El ADN es muy duradero, internamente redundante y muy confiable. Pero al igual que las computadoras no ejecutan código directamente desde una unidad flash, antes de que suceda algo, el código se copia en un sistema más rápido, más versátil pero mucho más frágil.

Para las computadoras, esto es RAM, para biología es ARN. El parecido, en el funcionamiento, es sorprendente. A diferencia de la memoria flash, la RAM se degrada muy rápidamente, a menos que se la atienda con cuidado.

Cada carácter de ARN pesa del orden de 0,53 · 10⁻²¹ gramos, lo que significa que hay alrededor de 6 · 10¹⁶ caracteres en una sola dosis de vacuna de 30 microgramos. Expresado en bytes, esto es alrededor de 14 petabytes, aunque hay que decir que se trata de alrededor de 13.000 billones de repeticiones de los mismos 4284 caracteres. El contenido informativo real de la vacuna es de poco más de un kilobyte. El propio SARS-CoV-2 pesa alrededor de 7,5 kilobytes.

El ADN es un código digital. A diferencia de las computadoras, que usan 0 y 1, la vida usa A, C, G y U / T (los ‘nucleótidos’, ‘nucleósidos’ o ‘bases’).

En las computadoras almacenamos el 0 y el 1 como la presencia o ausencia de una carga, o como una corriente, como una transición magnética, o como un voltaje, o como una modulación de una señal, o como un cambio en la reflectividad. O, en resumen, el 0 y el 1 no son una especie de concepto abstracto: viven como electrones y en muchas otras formas físicas.

En la naturaleza, A, C, G y U / T son moléculas, almacenadas como cadenas en el ADN (o ARN).

En las computadoras, agrupamos 8 bits en un byte, y el byte es la unidad típica de datos que se procesan.

La naturaleza agrupa 3 nucleótidos en un codón, y este codón es la unidad típica de procesamiento. Un codón contiene 6 bits de información (2 bits por carácter de ADN, 3 caracteres = 6 bits. Esto significa 2⁶ = 64 valores de codón diferentes (los 64 clusters de información de los que hablamos en el curso de Cosmogénesis).

Bastante digital todo esto. Mi inteción, es que se entienda como es que funciona el ADN y el ARN, para que se comprenda como funciona la vacuna.

Una preocupación planteada por muchos, ha sido la idea de que el ARNm, de alguna manera, puede alterar el genoma del huésped. Eso sería genial y enorme para la terapia genética (podríamos tener alas de murciélago gigantes para poder volar), pero no es así. Normalmente, esto es imposible, excepto si también está presente una enzima transcriptasa inversa que produce ADN a partir de la plantilla de ARN, que es la forma en que funcionan los retrovirus. Según los científicos, no existe tal riesgo con ningún candidato a vacuna de ARNm. Las vacunas de ARNm actúan completamente dentro del citosol de la célula; no se acercan al núcleo donde está todo el ADN. En realidad, esa es una gran ventaja de las vacunas basadas en ARN sobre las de ADN. Esta es la información oficial, de acuerdo a lo estudiado por los científicos.

 

¿Y que vemos los que estudiamos la bioenergía humana?

Para responder esta pregunta, lo primero que tenemos que entender es que todo lo que conocemos y creemos saber del cuerpo humano, ha sido etiquetado por nosotros mismos. En los estudios científicos que se llevan a cabo, se prueban y verifican los procesos y resultados obtenidos, varias veces, y en consecuencia, se cree y se define de que «algo» es así. Pero, verdaderamente, ningun ser humano, nunca en la historia de la humanidad, ha tenido un contacto con los seres que nos crearon, si eres partidario del creacionismo, o hemos existido «en el principio», si eres partidario del evolucionismo, como para poder decir esto es así y con este propósito. De manera que, ADN, ARN y los distintos tipos que existen, así como célula, riñones, higado, corazón, serotonina, dopamina y los miles de millones de términos y conocimiento que existe de nosotros, fue definido por nosotros mismos, a través de varios intentos de lograr algo, especialmente, la prueba y error. En las ciencias biológicas se usan a los animales para la prueba y error y se experimenta con ellos, como si ellos fueran descartables, como si su vida no importara y es menospreciada. También, en la mayoría de los casos, intervienen las matemáticas (también como nosotros las entendemos), y se formulan ecuaciones que permiten que se postulen teorías de como «deberían» de ser las cosas.

Lo cierto es que la naturaleza está miles de millones de años mas evolucionada que nosotros, de manera que nos lleva una muy grande ventaja en cuanto a cómo funciona el universo. Además, existe otro problema y es que, para la ciencia, si no se puede formular matemáticamente, no se puede cuantificar o no se puede experimentar, «no existe».

Afortunadamente, la cuántica está cambiando un poco esa rigidez mental de la ciencia y ya se han empezado a dar cambios muy significativos que son los que permiten, por ejemplo, la biología molecular. Pero igual, nunca debemos olvidar que la naturaleza nos lleva miles de millones de años de evolución de ventaja.

Con esto en claro, deben saber que existe muchísima información sobre lo que es el ser humano y cómo funciona que sí se conoce, pero que siempre estuvo oculto, porque hay muchos intereses económicos y de poder a los que no les interesa que la información sea de público conocimiento. Y esto es, principalmente, porque se terminaría el multimillonario negocio de la salud.

Ahora, entrando en nuestro tema, cuando trabajamos con kinesiología, encontramos que si hay alteraciones en el ADN y esto se dá, simplemente porque se ha insertado en nuestras células, por un proceso invasivo, no natural, un código genético que tampoco es natural. Si es cierto que las células responde a este código genético y que crean anticuerpos, pero no como se cree.

El sistema inmune del ser humano nos protege de cualquier tipo patógeno, sin excepción, el problema está en que, para que eso suceda, nuestro sistema inmune tiene que estar en perfecto estado y, con el aire que respiramos, los alimentos que ingerimos y el entorno en el que vivimos la mayoría de nosotros, nuestro sistema inmune siempre está al 30% de su funcionamiento y eficacia.

Conozco personas que han dormido en la misma cama con personas enfermas de covid-19 y no se han contagiado y eso, es porque su sistema inmunológico esta en muy buen estado.

Así que, verdaderamente, no necesitamos ninguna vacuna, solo necesitamos tener nuestro sistema inmunológico en perfecto estado.

Ama tu vida!

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