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Cómo funcionan las vacunas: la ciencia, tipos principales e historia explicada

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Components of a smallpox vaccination kit including the diluent, a vial of Dryvax® smallpox vaccine, and a bifurcated needle. Vaccinia (smallpox) vaccine, derived from calf lymph, and currently licensed in the United States, is a lyophilized, live-virus preparation of infectious v
Imagen: Photo Credit: James Gathany Content Providers(s): CDC · Public domain · Wikimedia Commons

En resumen

Las vacunas entrenan al sistema inmunológico para reconocer un germen causante de enfermedades exponiéndolo a una parte inofensiva de ese germen, llamada antígeno, para que el cuerpo pueda responder más rápidamente si se encuentra con el patógeno real más adelante. Los organismos de salud agrupan las vacunas en varias plataformas — incluyendo virus atenuados vivos, inactivados, subunidad, toxoide, conjugadas, vector viral y ARNm — cada una entregando el antígeno de una manera diferente. El enfoque se remonta al experimento de viruela de Edward Jenner en 1796 y respalda la erradicación mundial de la viruela en 1980.

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Las vacunas funcionan mostrando al sistema inmunológico una versión inofensiva del antígeno de un patógeno — la parte de una bacteria o virus que el cuerpo reconoce como extraña — según la oficina regional europea de la Organización Mundial de la Salud. Esta exposición entrena al sistema inmunológico sin causar la enfermedad en sí.

El mecanismo inmunológico

Cuando el sistema inmunológico se encuentra con un antígeno, células blancas llamadas linfocitos B producen anticuerpos formados para unirse a ese antígeno específico, explica la OMS Europa. Estos anticuerpos pueden bloquear el patógeno directamente o marcarlo para su destrucción por otras células inmunológicas como los fagocitos.

El sistema inmunológico también mantiene células de 'memoria' después de este encuentro. La OMS Europa señala que la primera infección natural de una persona no vacunada puede tardar de siete a doce días antes de que el cuerpo monte una defensa efectiva — un retraso durante el cual puede ocurrir enfermedad grave o muerte. La vacunación permite que la respuesta de la memoria se forme de antemano, para que un encuentro posterior con el patógeno real desencadene una reacción más rápida y fuerte. La OMS Europa añade que la inmunidad de esta memoria puede durar años, décadas o toda la vida, aunque subraya que las vacunas de rutina son 'muy efectivas' pero 'ninguna es 100% efectiva', por lo que algunas vacunas requieren múltiples dosis.

Inmunidad activa versus pasiva

El Libro Rosa de los CDC, el manual de referencia de la agencia sobre enfermedades prevenibles por vacunas, distingue dos rutas hacia la inmunidad. La inmunidad pasiva proviene de anticuerpos producidos por otra fuente, como un feto que recibe anticuerpos maternos durante el embarazo; proporciona protección inmediata pero temporal que se desvanece en semanas a meses. La inmunidad activa se desarrolla cuando el propio sistema inmunológico de una persona responde — ya sea a una infección natural o a una vacuna — y, debido a la memoria inmunológica, típicamente dura años o toda la vida.

Tipos de vacunas principales

El Libro Rosa de los CDC agrupa la mayoría de las vacunas tradicionales en dos categorías amplias. Las vacunas con virus vivos atenuados contienen una forma debilitada del virus o bacteria que aún se replica en el cuerpo, produciendo una respuesta inmunológica que el Libro Rosa describe como 'prácticamente idéntica' a una infección natural; estas típicamente necesitan solo una dosis inyectada. Las vacunas inactivadas no pueden replicarse y vienen en varios subtipos: las vacunas de célula completa usan un patógeno muerto (los ejemplos incluyen vacunas de polio, hepatitis A y rabia); las vacunas de subunidad usan solo piezas protectoras del organismo (influenza, neumonía); las vacunas de toxoide usan una toxina bacteriana inactivada (difteria, tétanos); las vacunas conjugadas unen químicamente un polisacárido a una proteína para mejorar la respuesta en niños pequeños; y las vacunas recombinantes usan tecnología de ADN para producir antígenos específicos (hepatitis B, VPH).

Dos plataformas más nuevas se utilizaron ampliamente durante la pandemia de COVID-19. La guía de vacuna COVID-19 de los CDC explica que las vacunas de ARNm, utilizadas en las inyecciones de Pfizer-BioNTech y Moderna, entregan instrucciones genéticas hechas en laboratorio que dirigen a las células musculares para que brevemente produzcan una pieza inofensiva de la proteína de espiga del virus; el sistema inmunológico entonces reacciona a esa proteína mostrada antes de que el ARNm en sí se descomponga y sea eliminado por el cuerpo. Las vacunas de subunidad de proteína, como la de Novavax, en su lugar inyectan directamente la pieza de proteína de espiga junto con un adyuvante que fortalece la respuesta inmunológica.

Tipos comunes de vacunas y cómo entregan el antígeno
TipoCómo funcionaEnfermedades de ejemplo
Virus vivo atenuadoEl patógeno vivo debilitado se replica brevemente en el cuerpoSarampión, paperas, rubéola (según CDC)
Inactivada de célula completaEl patógeno muerto no puede replicarsePolio, hepatitis A, rabia (CDC)
Subunidad / recombinanteSolo piezas de proteína protectora, hechas por tecnología de ADNHepatitis B, VPH, influenza (CDC)
ToxoideToxina bacteriana inactivadaDifteria, tétanos (CDC)
ConjugadaPolisacárido unido a una proteína portadoraVacunas bacterianas pediátricas (CDC)
ARNmLas instrucciones genéticas hacen que las células muestren una pieza de proteína viralCOVID-19, Pfizer-BioNTech/Moderna (CDC)
Subunidad de proteína con adyuvanteInyección directa de proteína viral más adyuvanteCOVID-19, Novavax (CDC)

Orígenes: de la variolación a la vacuna de Jenner

La práctica de exponer deliberadamente a personas a una forma leve de una enfermedad para prevenir un caso grave predatá la vacunación moderna por siglos. El recurso de historia de vacunación de la OMS establece que la variolación — usando material de úlceras de viruela para inducir una infección más leve — puede datar tan atrás como el 200 a.C., con técnicas documentadas en China a mediados de los años 1500 y en India en el siglo XVIII. Lady Mary Wortley Montagu introdujo la práctica en Europa en 1721 después de observarla en el Imperio Otomano, y en las colonias americanas la técnica, conocida a través de africanos occidentales esclavizados, fue publicitada por Cotton Mather durante un brote de Massachusetts en 1721.

La vacuna moderna surgió en mayo de 1796, cuando el médico inglés Edward Jenner inoculó al niño de ocho años James Phipps con material de una úlcera de viruela de vaca en la mano de la lechera Sarah Nelmes, según la página de historia de la OMS. Dos meses después, en julio de 1796, Jenner deliberadamente expuso a Phipps a materia de viruela; Phipps no desarrolló la enfermedad, convirtiéndolo, en la cuenta de la OMS, 'la primera persona en ser vacunada contra la viruela.' Para 1801, las pruebas adicionales habían confirmado la efectividad del método.

De la vacunación obligatoria a la erradicación global

Según la OMS, la vacunación obligatoria contra la viruela comenzó en Gran Bretaña y partes de Estados Unidos en los años 1840 y 1850. En los años 1950, una versión estable al calor y liofilizada de la vacuna eliminó la necesidad de refrigeración constante, ayudando a una distribución más amplia. La OMS hizo un llamado para la erradicación global de la viruela en 1958, y el Programa Intensivo de Erradicación de la Viruela comenzó en 1967 utilizando una vacuna liofilizada desarrollada en la Unión Soviética.

La enfermedad fue eliminada región por región: de América del Sur en 1971, de Asia en 1975 y de África en 1977, según la línea de tiempo de la OMS. La Organización Mundial de la Salud declaró oficialmente la viruela erradicada en 1980 — la única enfermedad humana eliminada a través de la vacunación hasta la fecha, según la cuenta de la OMS.

La primera persona en ser vacunada contra la viruela.

— OMS, describiendo la inoculación de James Phipps en 1796 por Edward Jenner

Preguntas

¿Qué es un antígeno y por qué importa para las vacunas?
Un antígeno es la parte de una bacteria o virus que el sistema inmunológico reconoce como extraña, según la OMS Europa. Las vacunas entregan una versión inofensiva o pieza de un antígeno para que el sistema inmunológico pueda aprender a reconocer el patógeno real más adelante.
¿Cuánto tiempo dura la inmunidad inducida por vacunas?
La OMS Europa establece que la inmunidad construida a través de la memoria inmunológica puede durar años, décadas o toda la vida, pero añade que ninguna vacuna de rutina es 100% efectiva, por lo que varias vacunas requieren múltiples dosis.
¿Cuál es la diferencia entre vacunas de ARNm y subunidad de proteína viral?
Según los CDC, las vacunas de ARNm entregan instrucciones genéticas que hacen que las propias células de una persona produzcan brevemente una pieza de una proteína viral, mientras que las vacunas de subunidad de proteína inyectan esa pieza de proteína directamente junto con un adyuvante para potenciar la respuesta inmunológica.
¿Quién creó la primera vacuna y cuándo?
El médico inglés Edward Jenner es acreditado con la primera vacuna, inoculando al niño de ocho años James Phipps con materia de viruela de vaca en mayo de 1796 y más tarde confirmando la protección contra la viruela en julio de 1796, según la historia de vacunación de la OMS.
¿Ha sido alguna enfermedad erradicada a través de la vacunación?
Sí. La Organización Mundial de la Salud declaró la viruela erradicada en 1980 después de una campaña de vacunación global que eliminó la enfermedad región por región entre 1971 y 1977.

Fuentes

  1. WHO Europe — How vaccines work
  2. CDC Pink Book — Chapter 1: Principles of Vaccination
  3. CDC — COVID-19 Vaccine Basics (how they work)
  4. WHO — History of smallpox vaccination

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