La vacunación, junto con la potabilización del agua y el uso de los antibióticos, han sido las prácticas de mayor impacto en el control de las enfermedades infecciosas. Claro que cada una de ellas de manera muy diferente. La potabilización del agua intenta eliminar los agentes infecciosos antes que ingresen al organismo y los antibióticos inhiben su proliferación una vez que han ingresado. Las vacunas, en cambio, utilizan el propio sistema inmune del organismo como sistema de defensa y pueden prevenir infecciones por prolongados períodos de tiempo luego de su aplicación. Desde este punto de vista son el mecanismo más eficiente frente a las infecciones.

Algunas de las primeras evidencias que contribuyeron a poder pensar en el diseño de vacunas datan de la antigua Grecia. En aquella época (2500 años antes de Cristo) se sucedían epidemias de peste que diezmaban la población. Las crónicas cuentan que luego de cada epidemia los sobrevivientes eran de gran utilidad en la atención de los enfermos de la siguiente, ya que no se enfermaban o mostraban manifestaciones más leves. Pero los primeros escritos formales relacionados con la vacunación están fechados en el siglo XI y corresponden a textos de la literatura china. El tratamiento correcto de la viruela fue atribuido a una monja budista que vivió durante el reinado de Jen Tsung (1022 a 1063) y ejerció el arte de la inoculación antivariólica a partir de enfermos que padecían la viruela. Esta práctica recién fue introducida en Europa en el año 1721, cuando Lady Mary Wortley Montagu, luego de su regreso de Constantinopla, comenzó a realizarla en su propia familia.

Sin embargo, el primer diseño racional de una vacuna no fue realizado sino hasta fines del siglo XVIII por Edward Jenner. Este boticario y cirujano de Berkeley, había notado que muchas personas que estaban en contacto con vacas sufrían una enfermedad propia de estos animales similar a la viruela pero con manifestaciones leves y sin mayores consecuencias. Lejos de ser un problema, esta enfermedad “vacuna” representaba una ventaja, ya que estas personas luego no se enfermaban cuando se exponían a la viruela humana.

Entonces Jenner diseñó un experimento para ver si esta observación tomaba consistencia. El primer paso consistió en la recopilación de datos. Con la ayuda de su sobrino, Henry Jenner, relevó 28 casos (nótese lo pequeño de la muestra para los parámetros actuales) que le proporcionaron evidencia para fundamentar su hipótesis: la inoculación con viruela vacuna puede proteger frente a la viruela humana. El experimento propiamente dicho lo comenzó el 14 de mayo de 1796. Extrajo pus de una pústula de la mano de Sarah Nelmes, una ordeñadora que había contraído viruela vacuna de su vaca lechera, e inoculó a James Phipps, un niño saludable de 8 años, mediante dos incisiones superficiales. El niño desarrolló una enfermedad leve entre el 7º y el 9º día y se le formó una vesícula en los puntos de inoculación que luego desapareció sin la menor complicación.

El ensayo crucial lo realizó el 1º de julio, cuando inoculó al niño con la temida viruela mediante varios pinchazos e incisiones leves. El hecho de que James no se enfermara fue una de las piedras fundamentales para la erradicación de la viruela y constituye la primera evidencia experimental del funcionamiento de las vacunas.

Jenner publicó sus resultados en 1798 a su propio costo, en una monografía hoy famosa titulada: Investigación de las causas y efectos de la vacuna antivariólica. Al hacerlo, acuñó el nombre en latín para la viruela vacuna, variolae vaccine. Esta vacuna tuvo gran aceptación y fue utilizada no solo en Europa sino que también fue trasladada a “las colonias”. Para ello, en la expedición Balmis se realizó el transporte brazo a brazo, utilizando 25 niños que fueron inoculados secuencialmente con la viruela vacuna durante el viaje desde España a islas Canarias, Caracas, Cuba, México, Filipinas, Macao, Cartagena de Indias y Perú.

Si bien no había dudas acerca de la eficacia de esta vacuna, no existía todavía un soporte teórico que facilitara el diseño de otras nuevas. Para que esto ocurriera fueron fundamentales los aportes de Robert Koch, quien en 1876 formuló una serie de postulados en los que vinculó claramente la aparición de una enfermedad con un agente infeccioso. Basado en estos postulados, Louis Pasteur, en 1885, describió una metodología que permitía a partir de una enfermedad infecciosa diseñar una vacuna para prevenirla y desarrolló vacunas contra el cólera de las gallinas, el bacilo de carbunclo y la rabia. Sus vacunas consistían en preparados de microbios modificados que generan un aumento en la resistencia a la infección por los microorganismos intactos.

Veamos porqué estas vacunas han funcionado. Cuando un agente infeccioso entra en el organismo se desencadena una respuesta para defenderse de sus posibles efectos. Esta respuesta es por lo general lenta y no alcanza para evitar las manifestaciones de la enfermedad. Sin embargo, siempre se desencadena una carrera entre el desarrollo de la enfermedad y el de la respuesta inmune. En general, si el organismo infectado sobrevive, queda un registro en el sistema inmunológico que prepara al organismo para responder mas rápida y eficientemente ante una segunda infección con el mismo agente. Sin embargo, esta respuesta inicial se puede desencadenar a través de un contacto que no sea potencialmente peligroso para el organismo y este es el principio básico por el cual la vacuna de Jenner o las desarrolladas por Pasteur tuvieron éxito. El virus de la viruela vacuna es muy semejante en apariencia al de la viruela humana, pero no es capaz de desarrollar la enfermedad en el hombre, entonces sirve de advertencia para el sistema inmune sin representar un peligro para el individuo vacunado. En el caso de las vacunas desarrolladas por Pasteur, los microorganismos inactivados conservaban sus características morfológicas, pero habían perdido su capacidad infectiva porque se encontraban muertos y así nuevamente contribuían a preparar la defensa para cuando el agente infeccioso vivo ingrese.

La comprensión de que había un aprendizaje por parte del sistema inmune llevó en pocos años más al desarrollo de una nueva generación de vacunas, basadas en el uso ya no de microorganismos enteros sino de algunos de sus componentes, y así surgieron en la década del ´20 las vacunas de subunidades. Este tipo de vacunas está basado en la utilización de sólo algunos de los componentes superficiales del agente infeccioso.

Durante el siglo XX las vacunas no quedaron al margen del vertiginoso progreso de la biología y no sólo se diseñaron nuevas formas de atenuar o inactivar microorganismos patógenos sino que se plantearon nuevas estrategias para aislar componentes microbianos capaces de inmunizar eficientemente. Sobre el final de este siglo el advenimiento de las técnicas de la biología molecular dieron un nuevo impulso a las vacunas de subunidades y en 1986 comenzó a producirse el antígeno de superficie del virus de la hepatitis B en levaduras, constituyendo la primer vacuna desarrollada utilizando técnicas de biología molecular.

Actualmente las estrategias abarcan un rango mucho más amplio, que va desde la atenuación convencional a la inoculación ADN, pasando por la producción de antígenos en plantas y bacterias comestibles. Un detalle de cómo aprende el sistema inmune a reconocer a los patógenos y de los distintos tipos de vacunas que hay en la actualidad podrá encontrarse en el próximo número de Divulgón.