Anticuerpos contra COVID-19: de soldados defensores ante la enfermedad a medicamentos biotecnológicos

Sandra Ortega-Francisco, Estephanía Rustrián-Fernández, Laura A. Palomares

La pandemia de COVID-19, nos enseñó que la aplicación de vacunas emergentes altamente eficaces permite entrenar al sistema inmune para prevenir la infección y/o reducir la severidad de la enfermedad. La vacunación y la infección por el virus resulta en dos elementos protectores ante éste: la respuesta de anticuerpos, conocida como humoral, y la respuesta celular.

Debido a que el desarrollo de la respuesta inmune por nuestro cuerpo toma tiempo y puede no ser eficiente en algunas personas con un sistema inmune envejecido o enfermo, o en el caso de personas que no pueden ser vacunadas; es necesario tener una alternativa con acción inmediata para la prevención o tratamiento de la enfermedad. Los anticuerpos producidos en el laboratorio, llamados anticuerpos monoclonales, son una poderosa alternativa para la protección y tratamiento de enfermedades virales.

Durante la pandemia de COVID-19, la preocupación de la mayoría de las personas después de la infección por el virus o la inmunización por las vacunas era saber si habían desarrollado anticuerpos y si sus niveles y su permanencia en la sangre eran suficientes para estar protegidos contra el virus. Entonces, la palabra anticuerpo se volvió muy popular, pero ¿sabes realmente qué son los anticuerpos, ¿cómo se forman en nuestro cuerpo y qué funciones tienen para defendernos? Además, ¿sabías que podemos producirlos en el laboratorio y usarlos como medicamentos?

Origen y estructura de los anticuerpos

Los anticuerpos son proteínas en forma de Y (Figura 1), producidas en nuestro cuerpo por las células B del sistema inmune en respuesta a una infección o vacuna. De manera sencilla, podemos dividir el anticuerpo en dos dominios: el dominio Fab (fragmento de unión al patógeno), que corresponde a los brazos de la Y, el cual reconoce regiones específicas de los gérmenes y, al unirse a ellas (neutralización), evita la infección de las células blanco y por lo tanto previene el desarrollo de la enfermedad. El dominio Fc (fragmento cristalizable), es la base de la Y, cuyas funciones llamadas “efectoras” son menos conocidas, pero igual de importantes que la neutralización, debido a que modulan la respuesta celular del sistema inmune, al interactuar con diferentes receptores presentes en algunas células o con otras proteínas del sistema inmune, como el complemento que es un sistema de proteínas en sangre que interactúan con los microbios para marcarlos y así favorecer su destrucción por otras células inmunes.

Los anticuerpos como medicamentos

La investigación en el campo de la biotecnología ha favorecido la evolución e innovación médica y farmacológica con el desarrollo, diseño y manufactura de medicamentos biotecnológicos, los cuales son producidos en sistemas vivos (bacterias, levaduras o líneas celulares estables como las células CHO) modificados genéticamente mediante tecnología de ADN recombinante. Ejemplo de estos medicamentos son: la insulina, la hormona de crecimiento, las vacunas, los anticuerpos monoclonales (que provienen de una misma célula), entre otros (Figura 2).

Dichos medicamentos biotecnológicos han sido de gran importancia en el tratamiento de enfermedades como la diabetes, el cáncer, la artritis reumatoide, y han permitido hacer frente a emergencias sanitarias a nivel mundial como la pandemia de COVID-19, en la que el mundo enfrentó la necesidad de desarrollar y producir de manera inmediata y a gran escala las famosas vacunas y también otras opciones terapéuticas como los anticuerpos monoclonales tales como: Evusheld, de la compañía Astra Zeneca; Xevudy, de la farmacéutica GSK; REGEN-COV, de Regeneron Pharmaceuticals; Vilobelimab comercialmente Gohibic, de la farmacéutica InflaRx; entre otros. Estos anticuerpos además de neutralizar, pueden estimular al sistema inmune por medio de diversos mecanismos de los cuales hablaremos más adelante, para destruir o eliminar de manera específica el virus y las células infectadas.

Funciones defensoras de los anticuerpos

Los anticuerpos ayudan a nuestra defensa al encargarse de evitar que gérmenes infecten nuestras células (neutralización) y, además, interactúan con receptores específicos en nuestras células inmunes para: eliminar células infectadas (citotoxicidad celular mediada por anticuerpo), “comerse” invasores o células dañadas (fagocitosis celular mediada por anticuerpo), y unir y activar un “equipo de ataque” molecular llamado complemento (depósito de complemento dependiente de anticuerpo).

1. Neutralización: Ocurre cuando la región Fab del anticuerpo (brazos de la Y) se une a las moléculas que el virus utiliza para entrar a sus células blanco, e impide la propagación del virus en esta y el desarrollo de la enfermedad (Figura 3).

2. Citotoxicidad celular mediada por anticuerpos (ADCC): Para llevar a cabo esta función, los anticuerpos reconocen y se unen a proteínas del virus en la superficie de las células, esta unión es una señal para las células asesinas naturales (NK*) para inducir la muerte de las células infectadas (citotoxicidad) (Figura 4A).

3. Fagocitosis celular mediada por anticuerpo (ADCP): Inicia con el recubrimiento de las células blanco por los anticuerpos y una vez cubiertas, el dominio Fc de éstos se une a los receptores de células devoradoras, llamadas fagocitos (células como neutrófilos, monocitos y macrófagos), lo que activa su ingesta y destrucción de la célula blanco en el fagosoma, esto genera pequeños fragmentos que son “presentados” a otras células inmunes para iniciar una respuesta inflamatoria (Figura 4B).

4. Depósito de complemento dependiente de anticuerpo (ADCD): Es la activación de un equipo multiproteico de ataque llamado complemento, el cual al reconocer el dominio Fc de los anticuerpos unidos a los patógenos, se inicia una cascada de reacciones que crean poros en la membrana de los patógenos microbianos o células infectadas, lo que resulta en la lisis y muerte de las células (Figura 4C).

Lecturas Recomendadas

1. Mauriz, J.L. Ordoñez, R., Priego-Domínguez, N., González-Gallego, J., 2014, La Biotecnología en la salud humana: el hito de los anticuerpos monoclonales. AmbioCiencias,12,12-33. Revista de divulgación científica editada por la Facultad de Ciencias Biológicas y Ambientales de la Universidad de León, ISBN: 1998-3021. Disponible en: https://www.researchgate.net/publication/269699441Labiotecnologiaenlasaludhumanaelhitodelosanticuerposmonoclonales
2. Palomares,L.A., Hernandez,V., Contreras,M.A., Pastor,R. y Ramirez Reivich,O.T. (2023). Integración productiva desde lo hiper-diminuto hasta los procesos bioindustriales: la ingeniería bioquímica en acción. Biotecnología en Movimiento., Num. 32, https://biotecmov.ibt.unam.mx/numeros/32/6.html
3. Rodriguez Cumplido, D., & Asensio Ostos, C. (2018). Fármacos biológicos y biosimilares: aclarando conceptos [Biological and biosimilar drugs: Clarifying concepts]. Atencion primaria, 50(6), 323–324. Disponible en:https://www.elsevier.es/es-revista-atencion-primaria-27-articulo-farmacos-biologicos-biosimilares-aclarando-conceptos-S0212656718300428
4. S. Ruiz, E. Sulleiro, G. Calvo, Medicamentos biotecnológicos; from dream to reality, Farmacéuticos de Atención Primaria, Volume 9, Issue 3, 2011, Pages 85-88, ISSN 2172-3761. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2172376111700401