Progreso (III): Salud (II)
The development of messenger RNA (mRNA) vaccines for SARS-CoV-2, the virus causing COVID-19, is one more example of cooperation of many people not known to each other working to reach a common goal, in this case starting from an idea until reaching approval of COVID-19 vaccines. When the SARS-Cov-2 epidemic broke out in China, a group of researchers, including eighteen Chinese scientists, isolated and sequenced the virus. Fan Wu and colleagues reported the sequence of the virus’s RNA rapidly and published it on February 3, 2020 (1). Katalin Karikó, Drew Weissman—Nobel Prizes of Medicine in 2023—and coworkers had previously developed how to make medicines with mRNA, then applied that knowledge to the new challenge (2).
Barney Graham
Barney Graham, Kizzmekia Corbett, and their research teams designed the immunizing part of the vaccine (3, 4). Existing manufacturing processes were adapted to the genetic mRNA sequence of the virus. Once the mRNA sequence was reproduced and encased in a lipid shell, the vaccine was ready for beginning initial clinical trials of the vaccine’s safety and efficacy on human volunteers. Interim analyses of the results of these initial clinical trials provided the data needed to start definitive clinical research trials with tens of thousands of people for each vaccine. In this way, different phases of the clinical trials overlapped and yielded results much more quickly (2).
Kizzmekia Corbett
Fortunately, in many cases—but not in all of them—the results of these vaccines were good enough to apply for the approval from multiple health authorities, such as the U.S. Food and Drug Administration, (FDA) and the European Union’s European Medicines Agency (EMA). These agencies applied previously established emergency approval procedures, which resulted in rapid authorizations of the new COVID-19 vaccines. Nevertheless, the emergency approval procedures did not compromise the balance between the expected benefit in preventing the disease and the residual risk that even the most commonly used drug can have (5-7). The outcome is that mRNA vaccines have demonstrated how fast they can become available and how effective they are in fighting infectious diseases and saving lives. They will greatly help to provide rapid responses against the epidemics and pandemics that undoubtedly will still occur.
All this speed was also due to a very important economic support. Public and private research organizations that had developed the previous versions of the vaccines received relevant public funds. The same happened to the pharmaceutical companies in charge of producing the vaccines, carrying out the clinical trials, and gaining regulatory approval. We can look for no better example of how fast science can yield results that solve our problems when appropriately funded.
The pharmaceutical industry had never achieved before what was expected from it in 2020. Pharmaceutical companies produced, in a matter of months, many billions of doses of vaccines for a virus whose characteristics were published at the beginning of 2020. By the end of April 2022 more than 11.5 billion doses had been administered worldwide, reaching a maximum rate greater than 40 million doses per day. Amazingly, about 59% of the world’s population had received a full initial immunization protocol of one or two doses depending of the vaccine, and 65.1%—over five billion people—were partly vaccinated. There were 349 ongoing COVID-19 vaccine projects, 153 of them in the clinical trial stage, after finishing with good results the pre-clinical phase studies (8,9). Never before in history had a vaccine or any other kind of medicine shown safety and efficacy in such an extremely high number of people in such a short time.
On the negative side, only 15.2% of people in low-income countries had received at least one dose of vaccine at the end of April 2022 (8,9). Besides the evident inequality with which rich countries—led by the people we vote—treat the developing world, a low percentage of vaccinated people anywhere is an opportunity for the virus to mutate and evolve to more contagious and more severe forms that could wipe out our civilization completely. The world needs more vaccine production capacity and better distribution of vaccines, especially if we think about the possible future COVID-19 virus variants or the next pandemic. The global health of the population is not an expense to be cut, but an investment in the future of humanity.
The short-term efficacy of most of the vaccines approved in the European Union or the U.S.A. against COVID-19 can only be defined as spectacular. The long-term efficacy to prevent hospitalization and death is no less outstanding. Post-authorization studies, conducted with more than 1 million people, demonstrated up to a 94% reduction in the risk of hospitalization or serious illness from the initial strain of the virus after four weeks of the first dose of multi-dose vaccination programs. The WHO declared in January 2022 that COVID-19 vaccines work effectively against all viral variants in preventing severe forms of the disease as well as deaths (10,11).
More about how Progress is dismounting the four horsemen of the Apocalypse in future posts.
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Versión en español
El desarrollo de vacunas de ARN mensajero (ARNm) para el SARS-CoV-2, el virus causante de COVID-19, es un ejemplo más de cooperación de muchas personas desconocidas entre sí que trabajan para alcanzar un objetivo común, en este caso partiendo de una idea hasta llegar a la aprobación de las vacunas COVID-19. Cuando estalló la epidemia de SARS-CoV-2 en China, un grupo de investigadores, incluidos dieciocho científicos chinos, aislaron y secuenciaron el virus. Fan Wu y sus colegas publicaron rápidamente la secuencia de ARN del virus, el 3 de febrero de 2020 (1). Katalin Karikó, Drew Weissman (Premios Nobel de Medicina en 2023) y sus colaboradores habían desarrollado previamente cómo hacer medicamentos con ARNm, y aplicaron ese conocimiento al nuevo desafío (2). Barney Graham, Kizzmekia Corbett y sus equipos de investigación diseñaron la parte inmunizante de la vacuna (3,4). Los procesos de fabricación existentes se adaptaron a la secuencia genética de ARNm del virus. Una vez que la secuencia de ARNm se reprodujo y se encapsuló con una cubierta lipídica, la vacuna estaba lista para comenzar los ensayos clínicos iniciales de seguridad y eficacia de la vacuna en voluntarios humanos. Los análisis provisionales de los resultados de estos ensayos clínicos iniciales proporcionaron los datos necesarios para comenzar ensayos de investigación clínica definitivos con decenas de miles de personas para cada vacuna. De esta manera, las diferentes fases de los ensayos clínicos se superpusieron y produjeron resultados mucho más rápidamente (2).
Afortunadamente, en muchos casos (pero no en todos), los resultados de estas vacunas fueron lo suficientemente buenos como para solicitar la aprobación de múltiples autoridades sanitarias, como la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) y la Agencia Europea de Medicamentos (EMA) de la Unión Europea. Estas agencias aplicaron procedimientos de aprobación de emergencia previamente establecidos, lo que resultó en autorizaciones rápidas de las nuevas vacunas COVID-19. Sin embargo, los procedimientos de aprobación de emergencia no comprometieron el equilibrio entre el beneficio esperado en la prevención de la enfermedad y el riesgo residual que incluso el medicamento más común puede tener (5-7). El resultado es que las vacunas de ARNm han demostrado lo rápido que pueden estar disponibles y cuán efectivas son para combatir enfermedades infecciosas y salvar vidas. Serán de gran ayuda para proporcionar respuestas rápidas contra las epidemias y pandemias que, sin duda, seguirán ocurriendo.
Toda esta velocidad se debió también a un apoyo económico muy importante. Las organizaciones de investigación públicas y privadas que habían desarrollado las versiones iniciales de las vacunas recibieron fondos públicos relevantes. Lo mismo sucedió con las compañías farmacéuticas encargadas de producir, llevar a cabo los ensayos clínicos y obtener la aprobación sanitaria de las vacunas. No podemos buscar mejor ejemplo de lo rápido que la ciencia puede producir resultados que resuelvan nuestros problemas cuando se financian adecuadamente.
Nunca antes se había logrado lo que se esperaba de la industria farmacéutica en 2020. Las compañías farmacéuticas produjeron, en cuestión de meses, muchos miles de millones de dosis de vacunas para un virus cuyas características se publicaron a principios de 2020. A finales de abril de 2022 se habían administrado más de 11.500 millones de dosis en todo el mundo, alcanzando una tasa máxima superior a 40 millones de dosis por día. Sorprendentemente, alrededor del 59% de la población mundial había recibido un protocolo de inmunización inicial completo de una o dos dosis dependiendo de la vacuna, y el 65,1%, más de cinco mil millones de personas, fueron parcialmente vacunadas. En abril de 2022 había 349 proyectos de vacunas contra COVID-19 en curso, 153 de ellos en etapa de ensayo clínico, después de terminar con buenos resultados los estudios de fase preclínica (8,9). Nunca antes en la historia una vacuna o cualquier otro tipo de medicamento había demostrado seguridad y eficacia en un número tan extremadamente alto de personas en tan poco tiempo.
En el lado negativo, solo el 15,2% de las personas en los países de bajos ingresos habían recibido al menos una dosis de la vacuna a finales de abril de 2022 (8,9). Además de la evidente desigualdad con la que los países ricos (liderados por las personas por las que votamos) tratan al mundo en desarrollo, un bajo porcentaje de personas vacunadas en cualquier lugar es una oportunidad para que el virus mute y evolucione hacia formas más contagiosas y más graves que podrían acabar con nuestra civilización por completo. El mundo necesita más capacidad de producción de vacunas y una mejor distribución de vacunas, especialmente si pensamos en las posibles variantes futuras del virus COVID-19 o en la próxima pandemia. La salud global de la población no es un gasto a recortar, sino una inversión en el futuro de la humanidad.
La eficacia a corto plazo de la mayoría de las vacunas aprobadas en la Unión Europea o los Estados Unidos contra la COVID-19 solo puede definirse como espectacular. La eficacia a largo plazo para prevenir la hospitalización y la muerte no es menos sobresaliente. Los estudios posteriores a la autorización, realizados con más de 1 millón de personas, demostraron una reducción de hasta el 94% en el riesgo de hospitalización o enfermedad grave de la cepa inicial del virus, después de cuatro semanas de recibir tan solo la primera dosis del programa de vacunación, que comprendía varias dosis. La OMS declaró en enero de 2022 que las vacunas contra la COVID-19 funcionan eficazmente contra todas las variantes virales para prevenir las formas graves de la enfermedad y las muertes (10,11).
Más sobre cómo el progreso está desmontando a los cuatro jinetes del Apocalipsis en futuras publicaciones.
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Images / Imágenes
Katalin Karikó. Author / Autor: Szegedi Tudományegyetem. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Karik%C3%B3_Katalin_Szegeden.jpg. CC BY-SA 4.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0>, via Wikimedia Commons.
Drew Weissman. Author / Autor: Thorne Media. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Drew_Weissman_Life_Science_medalist.jpg. CC BY 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by/3.0>, via Wikimedia Commons.
Barney Graham. Author / Autor: National Institute of Allergy and Infectious Diseases. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Barney_Graham_Headshot.jpg. Public domain, via Wikimedia Commons.
Kizzmekia Corbett. Author / Autor: Kizzmekia Corbett. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kizzmekia_Corbett_portrait.jpg. CC BY-SA 4.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0>, via Wikimedia Commons.
References / Referencias
1. Fan Wu et al. A new coronavirus associated with human respiratory disease in China. Nature 579: 265-269, 2020. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2008-3.
2. Anthony S. Fauci. The story behind COVID-19 vaccines. Science372 (6538), 109. DOI: 10.1126/science.abi 8397.
3. Katalin Karikó, Michael Buckstein, Houping Ni, Drew Weissman. Suppression of RNA Recognition by Toll-like Receptors: The Impact of Nucleoside Modification and the Evolutionary Origin of RNA.Immunity, Volume 23 (2): 165-175, 2005. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2005.06.008, (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1074761305002116).
4. Alice Park and Jamie Ducharme. Vaccine Scientists Are TIME's 2021 Heroes of the Year. https://time.com/heroes-of-the-year-2021-vaccine-scientists/. Accessed on January 6, 2022.
5. David M. Knipe et al. Ensuring vaccine safety. Science 11 Dec 2020: Vol. 370, Issue 6522, pp. 1274-1275. DOI: 10.1126/science.abf0357.
6. Krammer, F. SARS-CoV-2 vaccines in development. Nature 586, 516–527 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2798-3.
7. Pollard, A.J., Bijker, E.M. A guide to vaccinology: from basic principles to new developments. Nat Rev Immunol 21, 83–100 (2021). https://doi.org/10.1038/s41577-020-00479-7.
8. Our world in data, 2021. Coronavirus Pandemic (COVID-19). Coronavirus (COVID-19) Vaccinations. https://ourworldindata.org/covid-vaccinations; https://ourworldindata.org/covid-vaccinations; Accessed on April 25, 2022.
9. World Health Organization (WHO), 2021. COVID-19 vaccine tracker and landscape. https://www.who.int/publications/m/item/draft-landscape-of-covid-19-candidate-vaccines. Accessed on April 25, 2022.
10. Ingrid Torjesen. Covid-19: First doses of vaccines in Scotland led to a substantial fall in hospital admissions. BMJ 2021;372: n523. https://doi.org/10.1136/bmj.n523.
11. La Vanguardia. La OMS garantiza que las vacunas anticovid 'funcionan contra todas las variantes'. https://www.lavanguardia.com/vida/20220106/7971868/oms-asegura-vacunas-anticovid-funcionan-todas-variantes.html. Accessed on January 7, 2022.