Cepas de células humanas para la creación de vacunas

Cepas de células humanas para la creación de vacunas

Nota: Los términos “cepa celular” y “línea celular” a veces se utilizan indistintamente. En este artículo se emplea “cepa celular” para describir un cultivo de un solo tipo de célula; “línea celular” se emplea para describir un cultivo inmortalizado de un solo tipo de célula, es decir, aquel que se replica infinitamente, como la línea celular HeLa, ampliamente conocida, que se inició con células cancerosas tomadas de Henrietta Lacks.

Se han utilizado animales para producir vacunas humanas desde finales del siglo XIX, cuando se establecieron las granjas de vacunas para recolectar virus de viruela vacuna por medio de terneros. A partir de ahí, y a lo largo de la primera mitad del siglo XX, la mayoría de las vacunas seguirían creándose con la ayuda de los animales, ya fuera cultivando patógenos en animales vivos o utilizando células animales.

Aunque muchas vacunas y productos de antitoxinas se desarrollaron exitosamente de esta manera, el uso de animales (vivos en particular) en la creación de vacunas no es lo ideal. Los animales para hacer investigación son costosos y requieren de mucha vigilancia, tanto para mantener su estado de salud como para garantizar la viabilidad continua de la investigación. Igualmente, pueden portar otras bacterias o virus que podrían contaminar la vacuna final, como las vacunas de la polio de mediados del siglo XX, que fueron hechas con células de mono y se descubrió que contenían un virus llamado SV40, o virus símico 40 (afortunadamente, se descubrió que el virus no era nocivo para los humanos). Además, algunos patógenos, como el virus de la varicela, simplemente no crecen bien en células animales.

Aun cuando la creación de las vacunas se realiza empleando productos animales, y no animales vivos (como el cultivo en huevos de pollo para el virus de la vacuna contra la influenza), se puede alterar o incluso suspender el desarrollo de la vacuna si disminuyen los productos animales; por ejemplo, si una enfermedad atacara a los pollos que producen los huevos, habría muy pocos huevos para crear la vacuna contra la gripe estacional, y eso conduciría a una seria escasez de la vacuna (una idea equivocada común surge de que las vacunas contra la influenza se pueden producir con más rapidez a partir de cultivos celulares, a diferencia del uso de huevos de pollo embrionados. De hecho, el desarrollo del virus en cultivos celulares para la vacuna tardaría aproximadamente la misma cantidad de tiempo. Sin embargo, es más sencillo disponer de cultivos celulares que de huevos de pollo. 

Por estas y otras razones, es un avance significativo el uso de técnicas de cultivo celular en cepas celulares humanas para producir virus y hacer las vacunas.

Cómo funcionan los cultivos celulares

Las células de los cultivos celulares crecen en una placa de cultivo, a menudo con un medio de crecimiento de apoyo, como el colágeno. Un cultivo celular primario está compuesto de células tomadas directamente de un tejido vivo, y pueden contener múltiples tipos de células, como fibroblastos, células epiteliales y endoteliales.

Sin embargo, las cepas celulares están diseñadas para formar parte de un cultivo que contiene únicamente un tipo de célula; esto se hace tomando subcultivos del cultivo original, hasta que se obtiene un solo tipo. Los cultivos primarios se pueden manipular de muchas maneras diferentes con el fin de aislar un tipo de célula, por ejemplo, al centrifugar el cultivo se pueden separar las células grandes de las pequeñas. Finalmente, cuando queda un solo tipo de célula, los investigadores pueden  crear una línea celular. Las líneas celulares permiten la observación y el control continuos, cuestión que tal vez no sería posible en cultivos de tejidos más grandes, los cuales contienen múltiples tipos de células.

Las líneas celulares pueden someterse al límite de Hayflick, una regla nombrada en honor del investigador Leonard Hayflick, quien determinó que una población de células normales se reproduce una cantidad finita de veces, y después dejarán de reproducirse. Sin embargo, contrario al descubrimiento de Hayflick, algunas líneas celulares pueden inmortalizarse; es decir, las células pueden sufrir alguna mutación que les permite reproducirse indefinidamente. Un ejemplo es la llamada línea celular HeLa, que inició con células cancerígenas cervicales tomadas de una mujer llamada Henrietta Lacks durante la década de 1950.

Al usar cultivos y líneas celulares, los investigadores pueden cultivar patógenos humanos, como virus, en un tipo de célula en particular, y así atenuarlos o debilitarlos. Una manera de adaptar los virus para usarlos en las vacunas es alterándolos, para que no puedan crecer correctamente en el cuerpo humano; por ejemplo, el proceso se puede hacer al replicar el virus en células humanas de un cultivo que esté a una temperatura mucho más baja que la temperatura normal del cuerpo. Para replicarse continuamente, el virus se adapta al medio ambiente y así mejora su desarrollo a temperaturas más bajas, con ello pierde su capacidad original de crecer correctamente a la temperatura normal del cuerpo. Posteriormente, cuando se usa en una vacuna y se le inyecta a un cuerpo humano vivo que está a temperatura normal, el virus aun provoca una respuesta inmunológica, pero no puede replicarse lo suficiente para provocar una enfermedad.

Vacunas creadas a partir de cepas celulares humanas

La primera vacuna creada a partir de cepas celulares humanas fue la de la rubéola, cuyo descubridor fue Stanley Plotkin del Instituto Wistar de Filadelfia.

En 1941, el oftalmólogo australiano Norman Gregg se dio cuenta de que las cataratas congénitas en los bebés eran resultado de una infección de rubéola, contagiada a las madres durante el embarazo. Además de las cataratas, se determinó que el síndrome de rubéola congénita (CRS, por sus siglas en inglés) también podía provocar sordera, cardiopatía, encefalitis, retraso mental y neumonía, entre muchos otros problemas de salud. En el punto culminante de la epidemia de rubéola, que comenzó en Europa y se propagó a Estados Unidos a mitad de la década de 1960, Plotkin calculó que un 1% de todos los nacimientos en el Hospital General de Filadelfia fueron afectados por el síndrome de rubéola congénita. En algunos casos, las mujeres embarazadas que se habían infectado de rubéola ponían fin a su embarazo, debido a los graves riesgos graves que propiciaba el CRS.

Después de un aborto de este tipo, se enviaba el feto al laboratorio que Plotkin había designado para investigar la rubéola. Al realizar exámenes al riñón del feto, Plotkin encontró y aisló el virus de la rubéola. Por separado, Leonard Hayflick (quien trabajaba en el Instituto Wistar en esa época) desarrolló una cepa celular usando las células del pulmón de un feto abortado. Muchos virus, incluida la rubéola, se desarrollaban bien en la cepa celular resultante, que demostró estar libre de contaminantes. Finalmente, la cepa recibió el nombre de WI-38.

Plotkin cultivó el virus de la rubéola aislado en células de WI-38 mantenidas a 86 °F (30 °C), por lo tanto, el virus se desarrollaba mal a una temperatura corporal normal (Plotkin eligió el criterio de la baja temperatura después de pruebas previas con atenuación de poliovirus). Después de que el virus se desarrolló en las células 25 veces a la temperatura más baja, ya no podía replicarse lo suficiente como para provocar la enfermedad en una persona viva, pero todavía podía provocar una respuesta inmunológica de protección. Esta vacuna contra la rubéola todavía se usa en Estados Unidos como parte de la vacuna conjugada MMR (sarampión, paperas y rubéola).

Cuestiones éticas relativas a los cultivos de células humanas

Aunque la vacuna contra la rubéola de Plotkin se ha utilizado en Estados Unidos por más de 30 años, en un principio se ignoró en este país y se favorecieron las vacunas creadas a partir de células de embriones de pato y de riñón de perro. A finales de la década de 1960 surgieron inquietudes sobre la vacuna, creada con  una línea celular humana, y su posible contaminación con otros patógenos, aunque estas inquietudes no parecían tener pruebas documentadas como respaldo. El debate resultó interesante, sobre todo a la luz del descubrimiento, al inicio de la década, sobre las vacunas contra la polio creadas a partir de células animales que estaban contaminadas con un virus símico, lo cual constituyó una razón más para que los investigadores comenzaran a utilizar líneas celulares humanas.

La vacuna de Plotkin recibió autorización oficial por primera vez en 1970, en Europa, y se utilizó ampliamente con un sólido perfil de seguridad y gran eficacia. A la luz de esos datos, y de observar efectos secundarios mayores en las otras dos vacunas contra la rubéola, la vacuna de Plotkin obtuvo autorización oficial en Estados Unidos en 1979, y reemplazó al componente de la vacuna contra la rubéola que se había utilizado anteriormente en la vacuna conjugada MMR (sarampión, paperas, rubéola) de Merck; desde entonces se ha utilizado la vacuna de Plotkin en este país. En el año 2005, la OMS (Organización Mundial de la Salud) declaró que la rubéola había sido eliminado en las Américas.

Durante años, los grupos que se oponen al aborto han planteado preguntas éticas sobre la vacuna contra la rubéola de Plotkin (y otras vacunas creadas con cepas de células humanas similares).

Debido a su postura sobre el aborto, los fieles de la iglesia católica han buscado orientación moral sobre el uso de las vacunas creadas a partir de líneas celulares iniciadas con células fetales. Se incluye la vacuna contra la rubéola, varicela, hepatitis A, y algunas de las vacunas contra la rabia y las paperas. De acuerdo con el Centro Nacional Católico de Bioética (National Catholic Bioethics Center, NCBC), la postura oficial es que las personas deben, cuando sea posible, usar vacunas que no hayan sido creadas con este tipo de cepas celulares. Sin embargo, en el caso donde la única vacuna disponible contra una enfermedad en particular se haya creado en base a este criterio, el NCBC señala:

Uno tiene la libertad moral de usar la vacuna, sin importar su asociación histórica con el aborto. La razón es que el riesgo para la salud pública, si uno eligiera no vacunarse, contrarresta la inquietud legítima sobre el origen de la vacuna. Esto es particularmente importante para los padres de familia, quienes tienen la obligación moral de proteger la vida y salud de sus hijos, y de quienes los rodean.

El NCBC observa que los católicos deban exhortar a las compañías farmacéuticas a que creen vacunas futuras sin el uso de estas cepas celulares. Sin embargo, para atenuar las inquietudes sobre el uso de células fetales como ingredientes reales para las vacunas, se ha señalado que las células fetales se utilizaron específicamente para iniciar las cepas celulares empleadas en la preparación del virus de la vacuna:

Las células descendientes son el medio en que se preparan estas vacunas. Las líneas celulares en consideración se iniciaron con células tomadas de uno o más fetos abortados hace casi 40 años. Desde ese momento, las líneas de células han crecido de manera independiente. Es importante señalar que las células descendientes no son células del bebé abortado y, en sí, nunca formaron parte del cuerpo de la víctima.

En total, sólo dos fetos, ambos obtenidos de abortos practicados por decisión de la madre, han sido el origen de cepas celulares utilizadas en la creación de vacunas. No se practicó aborto alguno para hacer la vacuna.

Vacunas actuales que se crean empleando cepas celulares humanas

Se han utilizado dos cepas celulares humanas principales para crear algunas vacunas disponibles actualmente, y en cada caso con las células fetales originales, obtenidas en la década de 1960. La cepa celular WI-38 se creó en 1961 en Estados Unidos, y la MRC-5 (iniciada también con células fetales de pulmón) se creó en 1965 en el Reino Unido. No se requirieron células fetales nuevas o adicionales para mantener las dos cepas celulares.

Las siguientes vacunas se crearon con las cepas celulares WI-38 o MRC-5:

  • Vacunas contra la hepatitis A [VAQTA/Merck, Havrix/GlaxoSmithKline y parte de Twinrix/GlaxoSmithKline]
  • Vacuna contra la rubéola [MERUVAX II/Merck, parte de MMR II/Merck y ProQuad/Merck]
  • Vacuna contra la varicela [Varivax/Merck y parte de ProQuad/Merck]
  • Vacuna contra el herpes (zóster) [Zostavax/Merck]
  • Vacuna oral contra el adenovirus tipo 4 y tipo 7 [Barr Labs] *
  • Vacuna contra la rabia [IMOVAX/Sanofi Pasteur] *

* La vacuna no se aplica rutinariamente

Varias vacunas disponibles actualmente en Estados Unidos se crearon utilizando líneas celulares de animales, principalmente con células de monos verdes africanos, se incluyen las vacunas contra la encefalitis japonesa, rotavirus, poliomielitis y viruela, de éstas solo se aplican rutinariamente las vacunas contra el rotavirus y la poliomielitis.

 


Recursos

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Ultima actualización 20 enero 2016