la invisible ciencia básica detrás de las vacunas SARS-CoV-2

Hola,

la pandemia que estamos viviendo, un año después, nos está poniendo a prueba. A pesar de la improvisación de los políticos a escala global, de la desinformación en las redes sociales y los brotes de desconfianza, a pesar de la economía bajo mínimos y del cole en casa, ahora la mayoría tenemos la esperanza de que las vacunas resuelvan el problema. 

En este artículo solamente pretendo recordar el largo camino de la investigación básica que nos ha traído hasta el presente. Estas vacunas son ya grandes hitos de la humanidad, a la altura de la llegada a la luna, pero el camino ha sido largo, de al menos 25 años. Por tanto, nada de milagros, son el fruto de mucho trabajo acumulado que fue explotado con mucho éxito por empresas como BioNTech y Moderna. Como pasó con CRISPR para la edicion de genomas, para que alguien llegara a la cima fueron necesarios muchos pasos previos, muchos de los cuales fuera de contexto serían objeto de "y eso para qué sirve". Aquí enumero los más importantes para las vacunas de ARN, extraídos de este hilo (no están los de los otros tipos de vacunas):

1970 T7 ARN polimerasa: https://nature.com/articles/228227a0 . Esta enzima permite sintetizar moléculas de ARN a medida, como las de las vacunas.

1978 Liposomas para llevar ARN mensajeros (mRNA): https://nature.com/articles/274923a0 . Estos vehículos permiten que el ARN de las vacunas pueda atravesar
la doble capa lipídica de la membrana celular.

1990 Inyecciones de ADN y ARN para expresar genes de manera transitoria en tejidos: https://science.sciencemag.org/content/247/4949/1465.long .  Este trabajo demostró que es posible expresar genes a medida tras ser inyectados en tejidos, de manera que se traducen como proteínas.

2005 Ribonucleótidos modificados no disparan respuestas inmunes: https://cell.com/immunity/fulltext/S1074-7613(05)00211-6 .
Esto permite que el ARN inyectado no desencadene una reacción inmune por si mismo, lo que se pretende es que la reacción la desencadene la proteína codificada por ese ARNm.

2017 Estabilización de proteínas expuestas de los coronavirus MERS-CoV y SARS-CoV: https://pnas.org/content/114/35. Esto permite que la proteína modificada del coronoavirus que expresa el ARNm sea más estable y desencadene una reacción inmune más robusta.

Esta sucesión de descubrimientos y la tecnología actual permitieron que el tiempo de desarrollo de las vacunas haya sido el más corto de la historia:

 

En mi actual institución, el Instituto Europeo de Bioinformática (EBI), también hemos contribuído con el https://www.covid19dataportal.org y el navegador de genomas https://covid-19.ensembl.org

Espero haberos convencido de que la ciencia financiada con fondos públicos y transparente, muchas veces invisible e ingrata, es una parte fundamental e integral del avance de nuestra sociedad, y que de ella beben las empresas que nos venden luego los productos.

Hasta pronto,

Bruno

PD1 Me preguntan si "mucha de esa investigación no la financian las farmacéuticas de forma privada, con escasos beneficios en mucho casos. Esto me recuerda a cuando proponen nacionalizar farmacéuticas". 

 

Mi respuesta es que mi argumento no iba en esa dirección. De hecho creo que esta historia es un buen ejemplo de cómo lo iniciativa privada puede agilizar el desarrollo y las pruebas clínicas de las vacunas llevando a buen puerto en tiempo récord lo que empezó solamente como investigación básica. Mi argumento es que el riesgo es que la opinión pública, y los políticos que deciden, se queden sólo con el final del proceso y no vea la utilidad de la investigación básica. Quién les iba a decir a los autores de los artículos citados que iban a ser instrumentales para dos vacunas en el año 2020?

 

En cuanto a la financiación, como no es mi campo no me atrevo a opinar, pero sí puedo copiar aquí los que dicen al respecto los artículos citados más arriba:

 

1970 "This investigation was supported by a US Public Health Service research grant and training grant from the Institute of General Medical Sciences."

 

1978 "I thank Dr J. R. Tata for the freedom to pursue my own research goals... G.J.D. is in receipt of an EMBO long-term fellowship."

 

1990 "Supported in part by the NIH (grant numbers HD00669-05 and HD03352) and the Lynn F. Taylor Memorial Fund."

 

2005 "This work was supported by National Institutes of Health grants AI060505, AI50484, and DE14825."

 

2017 "This work was supported by Grants P20GM113132 ... and R01AI127521 ..., NIH Contract HHSN261200800001E Agreement 6x142 ..., and intramural funding from National Institute of Allergy and Infectious Diseases to support work at the VRC. Argonne is operated by UChicago Argonne, LLC, for the US Department of Energy (DOE), Office of Biological and Environmental Research under Contract DE-AC02-06CH11357. Use of the Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL), SLAC National Accelerator Laboratory, is supported by the DOE, Office of Science, Office of Basic Energy Sciences under Contract DE-AC02-76SF00515. The SSRL Structural Molecular Biology Program is supported by the DOE Office of Biological and Environmental Research and by the NIH, National Institute of General Medical Sciences (including P41GM103393)."

 

PD2 Parece ser que Uğur Şahin, uno de los dos fundadores de BioNTech, dirige actualmente un proyecto ERC financiado con dinero público de la UE: https://twitter.com/ERC_Research/status/1372962936856190982

"Modern Statistics for Modern Biology" (libro)

Hola,
esta es mi primera entrada escrita desde el EMBL-EBI y en ella solamente quiero compartir un libro de libre acceso que se llama Modern Statistics for Modern Biology, escrito por Susan Holmes y Wolfgang Huber, que se puede visitar en https://www.huber.embl.de/msmb

Tiene una prosa sencilla y describe aproximaciones para enfrentarse a los problemas reales de la biología en general, incluyendo los que de manera habitual describimos en este blog. Además de explicar los fundamentos, el texto tiene muchos ejemplos y soluciones completas en lenguaje R. De hecho se puede descargar en http://web.stanford.edu/class/bios221/book/Rfiles el código fuente de todos los capítulos.

Un saludo,
Bruno

Perl Moderno?

Hoy me gustaría recomendar 'Modern Perl', que es un librito curioso porque:

1) contiene muchas recetas explicadas a base de ejemplos sobre los diferentes aspectos del lenguaje Perl, reflexionando sobre el famoso principio 'there is more than way to do it' y sobre las ventajas de unas maneras sobre otras de hacer la misma operación. Por ejemplo, se explica que el siguiente bucle:

 my @tripled;  
 my $count = @numbers;  
 for (my $i = 0; $i < $count; $i++)  
 {  
   $tripled[$i] = $numbers[$i] * 3;  
 }  

se puede expresar también como:

 my @tripled = map { $_ * 3 } @numbers;  

También por ejemplo muestra que igual que escribimos a un archivo podemos hacerlo a una variable escalar:

 my $captured_output;  
 open(OUTSTRING,'>',\$captured_output);  

2) es adecuado para principiantes del lenguaje y para gente más experta, ya que reflexiona sobre cuestiones de estilo y eficiencia, y además propone módulos clave de CPAN para facilitarnos la vida y hacer el código más robusto y portable

3) los autores del libro han dispuesto su libre descarga en diferentes formatos, por ejemplo en PDF

Que aproveche,
Bruno

Publica tu código

Hola,
hoy en vez de evaluar un programa o unas líneas de código os sugiero una columna
publicada esta misma semana en la influyente revista Nature, donde el autor, Nick Barnes, director de la Climate Code Foundation, defiende que los científicos salimos ganando y de hecho contribuimos a difundir nuestro propio trabajo, cuando publicamos el código fuente de los programas que escribimos para nuestros proyectos, aunque nunca lo hubiésemos escrito con la idea de distribuirlo. En caso contrario, defiende el autor, generalmente ese código se pierde y se convierte en abandonware (fuente de la imagen: http://top-buzz.com/2009/10).

Cualquiera que lleve cierto tiempo trabajando en Bioinformática seguro que tiene programitas y scripts que llevan tiempo languideciendo en directorios o incluso en copias de seguridad condenadas al olvido. Lo que propone el autor es que muchos de esos programas se podrían publicar por ejemplo como material suplementario junto con los artículos para los que se escribieron. Yo añadiría que son todavía más visibles, y por tanto potencialmente más útiles para otros usuarios, si los colgamos de la web en blogs como éste.


El enlace al artículo original en inglés es:
http://www.nature.com/news/2010/101013/full/467753a.html