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Investigación sobre la COVID-19, las vacunas y el sistema inmunitario: hallazgos recientes de la SeroNet del NCI

, por el Equipo del NCI

Células infectadas con partículas de SARS-CoV-2.

Micrografía coloreada de electrones de células (azules) que mueren por la infección de partículas (rojas) del SARS-CoV-2.

Fuente: Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas (NIAID)

Desde abril de 2020, el Instituto Nacional del Cáncer (NCI) dirige y financia muchos estudios de investigación y estudios clínicos sobre la enfermedad por coronavirus de 2019 (COVID-19). Estas iniciativas incluyen la Red de Ciencias Serológicas (SeroNet), que coordina estudios para entender cómo el sistema inmunitario responde al coronavirus del síndrome respiratorio agudo grave de tipo 2 (SARS-CoV-2) que causa la COVID-19 y a las vacunas contra la COVID-19. En esta sesión de preguntas y respuestas, dos dirigentes de la SeroNet, la doctora Samantha Finstad y la doctora Juli Klemm, comentan acerca de los hallazgos de investigación recientes de la red. Muchos de los estudios que se mencionan en este artículo son “prepublicaciones”, es decir, no cuentan con el proceso de revisión por expertos

¿Qué son los anticuerpos contra la COVID-19, y quiénes los tienen? 

Doctora Klemm: Los anticuerpos son proteínas pequeñas en la sangre que reconocen los virus, bacterias y otros organismos que causan enfermedades, y se unen a estos. Un anticuerpo neutralizante se une al virus e interfiere con la capacidad de este para infectar una célula. Por eso es tan importante entender cómo funcionan en la COVID-19.

En los estudios de SeroNet, aprendimos que la mayoría de las personas que se recuperaron de la COVID-19 o que se vacunaron contra la enfermedad producen anticuerpos neutralizantes contra el virus. En un estudio pequeño, se detectaron anticuerpos neutralizantes en todos los 25 participantes del estudio a los 57 días de recibir la dosis única de la vacuna de Janssen (Johnson & Johnson).

¿Cuánto duran estos anticuerpos en las personas que tuvieron COVID-19?

Gráfico de computadora de anticuerpos verdes en forma de Y adheridos al exterior de una sección transversal de un virus. El borde de una célula humana se muestra a continuación, sin interacción entre el virus y la célula humana.

Los anticuerpos neutralizantes (verdes) son pequeñas proteínas en la sangre que se unen a un virus (rojo) y evitan que el virus infecte las células (grises). 

Fuente: Centro de Investigación Oncológica Fred Hutchinson

Doctora Finstad: Según parece, los anticuerpos contra el SARS-CoV-2 duran al menos varios meses. En un estudio de SeroNet, se halló que las personas con COVID-19 leve a moderada tuvieron anticuerpos neutralizantes por un mínimo de 5 meses. En otro estudio, se obtuvieron resultados similares: las personas que se recuperaron de la COVID-19 tuvieron anticuerpos neutralizantes por 6 meses.

En otro estudio más de SeroNet, se descubrió que casi todos los participantes que se recuperaron de la COVID-19 tenían células B de memoria que atacan el SARS-CoV-2. Las células B de memoria son células inmunitarias que quedan en el cuerpo durante años y recuerdan el virus: enseguida producen más anticuerpos si el virus vuelve a aparecer. Este hallazgo indica que la respuesta inmunitaria frente a la COVID-19 es duradera en la mayoría de las personas.

¿Qué concentración de anticuerpos contra la COVID-19 hace falta para protegernos de una infección futura? ¿Necesitaremos una dosis de refuerzo de la vacuna contra la COVID-19? 

Doctora Finstad: Todavía no sabemos cuál es la concentración. Pero según las pruebas disponibles hasta la fecha, los expertos en salud pública recomiendan recibir dosis de refuerzo de las vacunas contra la COVID-19. En estos momentos, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de los Estados Unidos (CDC) y la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) evalúan esta recomendación.

Se necesitan más estudios para determinar qué concentración de anticuerpos contra la COVID-19 da protección. Esta es una de las áreas que se investiga en la SeroNet. Para el sarampión, por ejemplo, se emplea una prueba de detección de anticuerpos como medición indirecta para saber si alguien está protegido de una futura infección. Esto se conoce como un marcador de protección. Si alguien tiene una concentración de anticuerpos más alta que este marcador, es probable que esté protegido. Por el contrario, si la concentración de anticuerpos es más baja que este marcador, es probable que el médico le aplique una dosis de refuerzo para aumentar la concentración de anticuerpos. 

Debido a que en los estudios de la SeroNet se sigue a las personas a lo largo del tiempo, podremos observar la relación entre las concentraciones de anticuerpos y la protección. En el caso de las vacunas contra la COVID-19, ofrecen protección contra la enfermedad grave, pero no significa que no sea posible infectarse. Uno de los grupos de la SeroNet publicó un artículo muy útil sobre cómo las vacunas ayudan a proteger contra la enfermedad, pero no evitan por completo que las personas se infecten.

Uno de los grandes desafíos para encontrar un marcador de protección contra el SARS-CoV-2 es que no tenemos forma de comparar las mediciones de anticuerpos de los distintos estudios. Para intentar resolver este problema, el NCI propone el uso del patrón serológico del SARS-CoV-2. Este patrón es una mezcla de plasma de cuatro donantes con anticuerpos contra la COVID-19. Los investigadores que usen este patrón de referencia podrán comparar las concentraciones de anticuerpos de diferentes estudios, aunque las pruebas de detección de anticuerpos no sean las mismas. 

Doctora Klemm: Hace poco, los investigadores del Laboratorio Nacional de Investigación Oncológica de Frederick (FNLCR) calibraron este patrón para aplicar una unidad de medida aprobada por la Organización Mundial de la Salud (OMS). Ahora alentamos a que todos utilicen estas unidades para notificar los resultados, y de esta forma se podrán comparar las mediciones de anticuerpos en diferentes estudios internacionales. 

[Nota editorial: El Laboratorio de Serología del FNLCR, un componente de la SeroNet, ofrece experiencia y liderazgo en la creación, validación y estandarización de pruebas serológicas para estudios sobre el virus del papiloma humano y COVID-19.]

¿Qué se aprendió en la SeroNet sobre los efectos de las vacunas contra la COVID-19 en las personas con cáncer?

Doctora Klemm: Según datos recientes, es posible que algunos pacientes de cáncer no logren una respuesta inmunitaria fuerte frente a las vacunas contra la COVID-19. Varios grupos en la SeroNet vigilan la respuesta inmunitaria de los pacientes de cáncer vacunados a lo largo del tiempo. Los CDC ahora recomiendan que las personas con inmunodepresión de moderada a grave que recibieron una vacuna de ARN mensajero obtengan una dosis adicional de la misma vacuna. Esto incluye a quienes reciben ahora tratamiento para un cáncer de la sangre, tuvieron un trasplante de células madre en los últimos 2 años o toman medicamentos que inhiben el sistema inmunitario. 

Doctora Finstad: Quiero mencionar que la eficacia de las vacunas contra la COVID-19 no es igual en todas las personas con cáncer. Observamos que en algunas personas con cánceres de la sangre y en algunas que reciben terapias inmunodepresoras no se produce una respuesta inmunitaria fuerte. Pero los sobrevivientes de cáncer que terminaron el tratamiento y están en remisión tienen más probabilidad de generar una respuesta inmunitaria fuerte a la vacuna.

Por otra parte, con la pandemia surgieron muchas preguntas sobre las vacunas en general, no solo sobre las vacunas contra la COVID-19. Por ejemplo: ¿Cuál es el mejor momento para que las personas con cáncer se vacunen? ¿Mientras están en tratamiento o al terminar algunos de los tratamientos? ¿La respuesta a la vacuna depende del tratamiento que reciben? 

Todas estas preguntas aparecen durante la investigación que se lleva a cabo en la SeroNet, en especial, en los estudios de población grandes.

¿Además de los anticuerpos, qué otras partes del sistema inmunitario cumplen una función en la respuesta al SARS-CoV-2? 

Doctora Klemm: Hablamos mucho de los anticuerpos, pero en la SeroNet se estudia la respuesta inmunitaria al SARS-CoV-2 de una manera más amplia. Hay una serie de indicios de que las células T cumplen una función importante en la respuesta al coronavirus. Por ejemplo, en un estudio de la SeroNet, se descubrieron células T que reconocen el SARS-CoV-2 en muestras de sangre de personas que se recuperaron de la COVID-19. 

Imagen microscópica tridimensional del exterior de una célula T con protuberancias onduladas. La célula está teñida de verde.

Imagen microscópica de una célula T, un tipo de célula inmunitaria que protege al cuerpo de las infecciones.

Fuente: Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas (NIAID)

Según parece, las células T ayudan a proteger contra la infección, al menos en estudios de animales en el laboratorio. En uno de estos estudios, se observó que los primates que no presentaban células T eran más susceptibles a reinfectarse con el SARS-CoV-2
Pero apenas comenzamos a entender la respuesta de las células T al SARS-CoV-2. Todavía se necesita mucha investigación importante para responder a las preguntas sobre la función de las células T en la lucha contra la COVID-19.

Doctora Finstad: Una de las dificultades de estudiar las células T en poblaciones grandes es que las pruebas sobre la función de las células T llevan mucho tiempo, son costosas y requieren muestras de sangre más grandes que las pruebas de detección de anticuerpos.

¿En la investigación de la SeroNet, se observó si las vacunas contra la COVID-19 protegen contra las variantes del virus?

Doctora Finstad: En los estudios de laboratorio, la mayoría de los anticuerpos aislados de las personas vacunadas reaccionan frente a las variantes del SARS-CoV-2. Por ejemplo, el plasma de las personas vacunadas o las personas que se recuperaron de la COVID-19 neutralizaron la variante alfa. Y según parece, las personas que recibieron la vacuna de Johnson & Johnson producen anticuerpos que neutralizan más de una variante, pero esta actividad neutralizante es diversa. 

Otro equipo de investigadores descubrió que las células T de las personas que se vacunaron o que se recuperaron de una infección por la cepa original del SARS-CoV-2 reaccionan a más de una variante del virus

Pero ahora la gente piensa mucho en la variante delta. En un nuevo estudio de la SeroNet, se observa que las personas que se recuperaron de la COVID-19 o que recibieron las vacunas de Moderna o Pfizer siguen protegidas contra las variantes delta y kappa. Pero esa protección es menor que la protección contra el virus original. 

¿Es diferente la respuesta del sistema inmunitario frente a la infección por el SARS-CoV-2 y frente a la vacuna? 

Doctora Klemm: Por el momento, en los estudios se observa que la respuesta inmunitaria frente al virus es parecida a la respuesta inmunitaria de la primera dosis de una vacuna. En un estudio de la SeroNet, se halló que la respuesta de anticuerpos después de una dosis de la vacuna en las personas que tuvieron COVID-19 fue parecida a las respuestas observadas tras dos dosis en las personas que no tuvieron COVID-19. Y en otro estudio, se encontró que en las personas mayores que vivían en residencias y tuvieron COVID-19 antes, la respuesta inmunitaria a la vacuna fue mejor que en quienes nunca se infectaron por el coronavirus. Por este motivo, los CDC recomiendan que las personas que tuvieron COVID-19 también se vacunen. La vacuna es como si fuera un refuerzo y mejora la respuesta inmunitaria que ya existe contra el virus.

¿Por qué algunas personas tienen COVID-19 grave y otras tienen síntomas más leves?

Doctora Klemm: En algunos estudios de la SeroNet, se observó que el modo en que el sistema inmunitario responde al virus depende de cuán grave es la enfermedad. En un estudio, se halló que las personas con concentraciones altas de anticuerpos contra la COVID-19 tenían una tendencia a presentar una enfermedad más leve. En los niños, las respuestas inmunitarias al virus fueron diferentes entre la COVID-19 leve y la enfermedad grave. La respuesta inmunitaria también fue diferente en los niños que, en respuesta a la infección por el SARS-CoV-2, tuvieron el síndrome inflamatorio multisistémico (MIS-C), una enfermedad grave en la que aparece inflamación en muchas partes del cuerpo. En particular, hubo diferencias en las concentraciones de determinados tipos de células inmunitarias y anticuerpos. 

Aunque surgen hallazgos importantes en estos estudios de investigación, todavía nos queda mucho por hacer para entender por completo las causas específicas de la enfermedad grave.

¿Qué aprendimos de los estudios de anticuerpos acerca de la forma en que se transmitió el coronavirus el año pasado y la inmunidad colectiva?

Doctora Juli Klemm, dirigente de la SeroNet del NCI

Fuente: Instituto Nacional del Cáncer

Doctora Klemm: Los estudios de anticuerpos nos sirven para observar un panorama de evolución de la pandemia. Con una prueba de detección de anticuerpos, sabemos si alguien se infectó con el virus antes, aunque en su momento no se haya enterado. A gran escala, podemos averiguar el porcentaje de personas que se infectaron durante un período específico, es decir, la seroprevalencia.

Por ejemplo, en el Laboratorio de Serología del FNLCR, se estudiaron muestras de sangre que se recolectaron antes de 24 000 participantes del Programa de Investigación All of Us ("Todos Nosotros") de los NIH. En el análisis, se encontraron signos de infección por el SARS-CoV-2 en cinco estados diferentes que se remontaban a enero de 2020. 

Un equipo de la SeroNet observó algo similar en la ciudad de Nueva York, donde se descubrió uno de los primeros casos de COVID-19 en los Estados Unidos. En las pruebas serológicas de muestras de sangre de 10 000 personas hospitalizadas entre febrero y abril de 2020, comprobaron que el SARS-CoV-2 ya circulaba en la ciudad de Nueva York desde mediados de febrero de 2020, más temprano de lo que se había notificado al principio. 

Mediante los estudios serológicos también se confirmaron las desigualdades en la transmisión de la COVID-19. En un estudio de la población en Carolina del Norte de abril a octubre de 2020, la probabilidad más alta de tener COVID-19 se observó en las personas hispanas o latinas, negras, o sin seguro médico. Las diferencias por raza en las tasas de infección por COVID-19 se atribuyen a inequidades existentes en aspectos como la vivienda y el acceso a la atención médica.

Doctora Finstad: Los estudios serológicos de grupos grandes también nos ayudarán a saber si llegamos a la inmunidad colectiva. Para otras enfermedades, la inmunidad colectiva se alcanza cuando la seroprevalencia es superior al 70 %, pero en el caso de la COVID-19, aún no sabemos este porcentaje.

¿Se aprendió algo en la investigación de la SeroNet sobre posibles tratamientos de COVID-19?

Doctora Samantha Finstad, dirigente de la SeroNet del NCI

Doctora Finstad: La SeroNet en sí no estudia tratamientos de COVID-19, pero a medida que entendamos mejor la respuesta inmunitaria, la información servirá de base para las estrategias de tratamiento y las terapias dirigidas. 

Ya hay pruebas preliminares en la investigación de la SeroNet en las que se observaron nuevos tipos de anticuerpos modificados en el laboratorio e incluso algunos medicamentos de cáncer que quizás sirvan como tratamientos de COVID-19. Ahora también notamos que algunas personas con inmunodepresión no generan una respuesta inmunitaria buena frente a las vacunas, incluso después de las dosis de refuerzo. Esto indica que estas personas tal vez se beneficien del tratamiento con anticuerpos modificados en el laboratorio o con plasma de convaleciente.

¿Qué investigación sobre ciencias sociales se lleva a cabo en la SeroNet?

Doctora Klemm: Además de apoyar la investigación sobre ciencias básicas relacionada con la serología de la COVID-19, la SeroNet también apoya la investigación sobre las ciencias sociales, en particular, para incorporar a los grupos de personas que vacilan a la hora de vacunarse o participar en los estudios de investigación de la COVID-19.

Un equipo en la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts en Worcester emplea la narración de cuentos como técnica para comunicar la importancia de participar en la investigación de la COVID-19. Otro equipo, en la Universidad de Arkansas, creó una herramienta para evaluar las distintas preocupaciones que podría tener alguien sobre las vacunas contra la COVID-19. La aceptación de la vacunación en Arkansas es relativamente baja ahora. Con esta herramienta, se estudia por qué los distintos grupos sociales y étnicos dudan en vacunarse, y se obtiene un panorama más completo del tema complejo de la vacilación sobre la vacuna.

Doctora Finstad: Lo genial es que varios investigadores de la SeroNet dijeron, "¿Podemos usar esa herramienta también?". A lo que el equipo de Arkansas respondió, "¡Por supuesto!". De esta forma, la red permite divulgar rápido la investigación y las herramientas para que otros científicos las usen pronto.

Red de Ciencias Serológicas (SeroNet)

La SeroNet es una red única de científicos de más de 25 universidades, que incluye a epidemiólogos, investigadores oncológicos y expertos en enfermedades infecciosas, que el NCI convocó para responder a la pandemia. En algunos casos, los investigadores no habían recibido fondos del NCI antes, y otros nunca habían trabajado juntos. Mediante la red se establecen colaboraciones únicas porque conecta a investigadores de disciplinas que suelen concentrarse en temas separados.

También participan en la SeroNet tres personas defensoras de pacientes que ofrecen perspectivas complementarias. A partir de las experiencias personales como pacientes y defensores, obligan a los investigadores a hacer preguntas diferentes y a obtener datos de distintos tipos. Esta red estudia diversos grupos demográficos y geográficos en una zona amplia en los Estados Unidos y Puerto Rico.

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