sábado, 30 de agosto de 2014

VIRUS 2014 Vacunas virales Patricio Berríos Etchegaray

VIRUS 2014 
Patricio Berríos Etchegaray

Vacunas virales

Generalidades

Las vacunas son preparados biológicos que contienen  bacterias, virus o parásitos,  capaces de inducir una respuesta inmunológica completa, humoral y celular;  activa,  mediada por  anticuerpos y células inmunes producidas por el animal inoculado,  y específica con una respuesta dirigida sólo contra el antígeno vacunal.  La inoculación inicial de un preparado vacunal  inducirá una respuesta primaria que dejará memoria que al ser reactivada por un contacto secundario con la misma vacuna o el agente patógeno de campo, montará una respuesta secundaria más rápida, mayor y de más duración.  

La clave en la preparación de las vacunas es modificar al microorganismo patógeno, haciéndolos inócuos es decir no patógenos, aunque sin perder su antigenicidad. Básicamente esto es posible porque tanto los anticuerpos específicos como los linfocitos T son capaces de reconocer parte de los antígenos microbianos y no necesariamente al virus  completo.

Las vacunas deben ser inocuas,  y no  contener  contaminantes microbianos, mycoplasmas, otros virus, ácidos nucleicos virales o células transformadas potencialmente oncogénicas.  Luego de ser aplicadas no deben provocar ninguna alteración, local o sistémica.  La inocuidad de una vacuna debe ser específica e inespecífica. La actividad de una vacuna es la capacidad que tienen de conferir  protección adecuada a un individuo. La actividad de una vacuna  se establece  mediante pruebas in vivo, utilizando animales de laboratorio como modelo de semejanza. La potencia de una vacuna  se establece in vitro  utilizando métodos indirectos de medición.

Las vacunas deben ser estables, capaces de mantener  inalterables sus propiedades de inocuidad y actividad, desde su elaboración (envase, almacenaje y transporte) hasta la  fecha de vencimiento. La  calidad del producto comercial se asegura siguiendo exactamente las instrucciones del laboratorio productor.  No deben emplearse después de la fecha de vencimiento indicada en el envase. Se deben mantener a la temperatura indicada por el productor. Una vez abiertos, los envases que contengan varias dosis se utilizarán lo antes posible a fin de evitar contaminaciones y pérdida de eficacia.

Las vacunas deben ser seguras y  no producir problemas post vacunales, especialmente alérgicos.  Siempre se debe aplicar la dosis recomendada por el laboratorio productor. Los productos vacunales comerciales deben ser controlados cuidadosamente tanto a nivel interno del laboratorio productor como por organismos estatales. Un buen control debe asegurar que la vacuna no contenga contaminantes de cualquier tipo y que el producto antigénico corresponda exactamente con las cepas actuantes a nivel de terreno.
La potencia debe exceder los mínimos requeridos para conferir una adecuada protección en las especies a utilizar. Puede ser cuantificada indirectamente inoculando animales susceptibles con diferentes dosis de la vacuna, y midiendo la respuesta inmune entre 3 y 4 semanas después por alguna prueba serológica como la seroneutralización viral en cultivos celulares.  El desafío consiste en vacunar un número significativo de animales susceptibles y aplicar posteriormente una dosis preestablecida del agente infeccioso virulento. La vacuna debe proteger a los animales de la enfermedad.

Generalmente las vacunas son preparadas con virus tratados con inactivantes para eliminar su infectividad; en este caso se habla de vacunas  inactivadas. En el proceso de inactivación se requiere un cuidado extremo para evitar la presencia de virus vivos virulentos residuales, manteniendo la total capacidad inmunizante del antígeno viral

Las vacunas preparadas con virus vivo se han obtenido principalmente con cepas atenuadas en forma natural o propagando el virus en serie en diversos huéspedes o cultivos celulares hasta obtener cepas virales atenuadas. Actualmente se trata de conseguir mutantes virales que antigénicamente coincidan con el virus salvaje o de campo pero cuya actividad esté restringida en algún paso esencial de la patogénesis viral. La vacunación con virus vivo modificado tiene la ventaja de parecerse a la infección natural. Estos virus se multiplican en el huésped estimulando una producción más duradera de anticuerpos además de inducir una mejor respuesta inmunológica mediada por células y resistencia a nivel local.

En el presente la biología molecular está facilitando nuevas tecnologías para obtener vacunas diferentes a las tradicionales. Las técnicas de ADN recombinante permiten insertar el gen que codifica la proteína viral inmunizante en un vector viral o bacteriano, el que puede administrarse como vacuna. Virus animales como herpes, adeno y pox han sido utilizados como vectores. Es importante señalar a las vacunas preparadas con subunidades virales, péptidos sintéticos, proteínas purificadas mediante el uso de genes clonados. 

Según las mezclas de antígenos, las vacunas antivirales se denominan  monovalentes, cuando contienen un solo tipo antigénico viral, ejemplo: vacuna anti aftosa tipo A y polivalentes cuando contienen más de un tipo antigénico viral, ejemplo: vacuna anti aftosa tipos  O, A y  C.

Las vacunas que contienen mezclas de antígenos virales y bacterianos se denominan combinadas, ejemplo: vacuna octuple con  virus distemper canino, hepatitis infecciosa, adenovirus tipo 2, parainfluenza canina, parvovirosis canina, leptospirosis canina e icterohaemorrhagiae y coronavirus.

Las autovacunas antivirales son preparadas con el antígeno viral obtenido de las lesiones del mismo individuo  que será inmunizado con ella, ejemplo: autovacuna contra el papiloma canino. En la papilomatosis bovina una autovacuna se puede aplicar en todo el rebaño.

Las vacunas antivirales se aplican por diversas vías: intramuscular, subcutánea, e intranasal; ocular; aerógena (nebulización) y en el agua de bebida. En peces pueden ser administradas directamente en el agua.

Tipos de vacunas virales. Las vacunas  virales  deben inducir una respuesta inmunológica  que se traduzca en resistencia eficiente y durable contra la enfermedad infecciosa, aunque no siempre  logren  impedir la infección viral  o  estados de latencia viral.  Las vacunas antivirales deben inducir una respuesta inmune celular y humoral (sistémica y local) que neutralice la acción patógena del virus, disminuya el número de animales excretores de virus y la cantidad de virus eliminado al medio ambiente.

Estas vacunas son esencialmente preventivas. Inducen una respuesta inmune activa en que el tipo y grado  de respuesta está influido por el tipo de antígeno viral, dosis empleada, vía de administración y fundamentalmente por  el funcionamiento normal del sistema inmune del huésped.  La edad, estado fisiológico (gestación), nutrición, y manejo pecuario influyen en la respuesta del hospedero al antígeno inmunizante.

Básicamente existen dos tipos de vacunas antivirales: vacunas preparadas con virus vivo: virulentas y no virulentas; modificadas, heterotípicas; preparadas con mutantes termosensibles y vacunas recombinantes.  Estos virus vacunales mantienen su infecciosidad, pueden replicar y diseminarse fuera del animal vacunado y vacunas inactivadas o muertas. Inmunosomas,  vacunas subunitarias y  sintéticas  En este caso no hay replicación viral. 

1. Vacunas preparadas con virus vivo.  En estas vacunas el genoma viral  mantiene su capacidad de replicación.

Vacunas preparadas con virus virulento.  En Medicina Veterinaria se  utilizaron estas  vacunas solamente como recurso extremo al no disponerse de otras vacunas.

2. Vacunas preparadas con virus vivo modificado (VVM).  No son virulentas. Se preparan con virus modificados en su patogenicidad original, a través de pasajes seriados en otra especie animal no susceptible en que  la patogenicidad se pierde para el hospedero natural y se desvía para el nuevo hospedero. Dependiendo del hospedero utilizado las vacunas preparadas con VVM se denominan: lapinizadas en conejos  y avianizadas en huevos embrionados. En la  mayoría el virus es adaptado en  cultivos celulares.

Se exige que en las vacunas preparadas con VVM  el virus deba mantener su inmunogenicidad y el tipo antigénico original. La modificación de la patogenicidad debe ser estable, sin posibilidad de reversión a la patogenicidad original. En ningún caso deben producir la enfermedad; el VVM no debiera diseminarse  por contacto de un animal vacunado  a otro no vacunado. Además no deben contener otros virus adventicios.

Las vacunas preparadas con virus vivo modificado inducen una respuesta inmune rápida,  alta y duradera, debido a que el virus se multiplica en el organismo. Esta respuesta es completa, celular y humoral. La inducción de citoquinas es mejor que en el caso de las vacunas inactivadas. Si se aplican localmente por vía nasal, la respuesta es  mediada principalmente por interferones e IgA  que actúan en el punto de entrada natural del virus.

Vacunas heterotípicas o paraespecíficas.   Se preparan con virus taxonómicamente diferentes pero que presentan un alto grado de parentesco antigénico aunque afecten a especies animales diferentes. Ejemplos: vacuna “cow-pox” usada en el hombre; vacuna diarrea viral bovina contra la peste porcina clásica; vacuna panleucopenia felina contra la parvovirosis canina; vacuna sarampión humano contra el distemper canino; virus herpes del pavo contra la enfermedad de Marek o neurolinfomatosis aviar y  virus del fibroma de Shope contra la mixomatosis del conejo.

Vacunas preparadas con virus mutantes termosensibles.  Experimentalmente se han preparado vacunas vivas con virus mutantes termosensibles (ts) en que el virus sólo se multiplica a una temperatura diferente, tal es el caso de la mutante ts del virus mixomatosis del conejo (SG 33)  que sólo replica a 33º C. Posiblemente la mutación afecte a una transcriptasa o a proteínas de superficie. El virus de la rabia también presenta mutantes ts que forman placas en cultivos celulares a  33,5º C y no a  38,5º C. Actualmente se comercializa una vacuna Ts contra el virus herpes bovino tipo 1 causante de la rinotraqueítis infecciosa bovina y el virus parainfluenza tipo 3.

Vacunas preparadas con cepas virales avirulentas.  Se pueden emplear cepas virales avirulentas siempre que mantengan su inmunogenicidad. En el caso del virus rábico, se han obtenido dos cepas avirulentas que inducen una fuerte respuesta inmunitaria en el ratón.

Vacunas preparadas con virus inactivo.  En estas vacunas el ácido nucleico viral no tiene capacidad de replicar.

Vacunas inactivadas o muertas.  El virus vacunal es tratado con  inactivantes  y pierde su capacidad de replicación e infección.  Los inactivantes pueden ser químicos o físicos. Los  más usados  entre los químicos son: cristal violeta, B-propiolactona, formalina y acetil etilenimina binaria (AEIb).  Los inactivantes físicos más importantes son: calor, luz ultravioleta, radiaciones ionizantes y ultrasonido.  La acción inactivante está influida directamente por la dosis  y tiempo de tratamiento empleados. Las vacunas inactivadas inducen exclusivamente una respuesta inmunitaria  de tipo humoral; y  tienen una potencia inmunogénica menor que la que poseen las vacunas preparadas con virus vivo modificado.  Las vacunas inactivadas deben, por lo tanto,  ser complementadas con  substancias que estimulen la respuesta inmune, son  los coadyuvantes  inmunológicos que se agregan a las suspensiones virales previamente inactivadas. Los más usados son compuestos de aluminio y calcio: hidróxido de aluminio y fosfato de calcio.  Actualmente se están  empleando los coadyuvantes oleosos o emulsiones de agua en aceite mineral como el Arlacel A. La saponina es un buen coadyuvante pero a veces provoca una violenta reacción en el punto de inoculación.  El glucósido activo de la saponina es el Quil A que en concentraciones críticas  forma micelas en solución. Cuando estas micelas se mezclan con glicoproteínas virales purificadas se forman estructuras  compuestas por las glicoproteínas depositadas en una base micelar del Quil A, denominadas “iscoms” (del inglés: inmuno stimulating complexes). Los “iscoms” son más inmunogénicos que las glicoproteínas solas. El Quil A, además de actuar como  inmunoestimulante, es capaz de romper la envoltura lipídica de los virus envueltos inactivándolos. Quil A no induce la formación de granulomas crónicos.

Inmunososmas o liposomas.  Constituyen verdaderos virus artificiales en que las proteínas virales se han adherido a unas  pequeñísimas esferas de lípidos, manteniendo las propiedades inmunogénicas del virus pero sin ser infectantes al carecer de ácido nucleico. Estas vacunas tienen un carácter experimental. Actualmente existe una vacuna comercial de este tipo contra la micoplasmosis porcina.

Vacunas subunitarias.  Estas vacunas se  preparan con fracciones virales inmunogénicas separadas de la superficie del  virión o extraídas del sobrenadante del cultivos celular en que el virus se replicó y posteriormente son purificadas. Un buen ejemplo es la vacuna anti influenza equina preparada exclusivamente con hemoaglutinina y neuroaminidasa del virus

Las vacunas con sub-unidades se pueden preparar expresando antígenos virales en vectores adecuados. Así se han formulado vacunas antirotavirus bovino en baculovirus, las que contienen partículas virales vacías de envoltura simple o doble.  Su aplicación en vacas gestantes indujo una respuesta humoral y calostral que se transfería a los terneros alimentados con calostro.

Vacunas sintéticas.  Considerado el éxito de las vacunas subunitarias,  los laboratorios productores de vacunas  han  reproducido artificialmente  las proteínas virales de superficie por  síntesis orgánica y clonaje molecular.

Vacunas preparadas por síntesis orgánica. La síntesis orgánica de péptidos por procedimientos manuales o automatizados ha permitido obtener péptidos que reemplacen a los antígenos naturales de la superficie de los viriones y que sean capaces de inducir la producción de anticuerpos neutralizantes específicos.  También se pueden producir péptidos, identificando  la secuencia del ácido nucleico que codifica para una determinada proteína viral de superficie y luego derivar la secuencia de aminoácidos de la proteína y sintetizarlos posteriormente. Para verificar su capacidad inmunogénica se inyectan en animales de laboratorio y se determina la respuesta inmune humoral por anticuerpos neutralizantes.

Vacunas sintéticas preparadas por clonaje molecular.  Consiste en insertar un fragmento de ADN, que codifica la proteína inmunógena que se desea producir, en un ADN vector de doble hebra de un plasmidio bacteriano o de un virus (Pox), este  nuevo ADN recombinante se transfiere a una célula huéped, generalmente bacteriana, para su multiplicación y expresión de la proteína deseada.

Las vacunas preparadas con virus vivo (virulento o modificado) inducen una respuesta inmunológica completa, es decir humoral y celular, mientras que las vacunas inactivadas (muertas) sólo inducen una respuesta humoral.

La base inmunológica que explica esta vital diferencia es la siguiente:

Los linfocitos T citotóxicos (LTc), citolíticos y productores de interferones, presentan un mecanismo de reconocimiento restringido a los antígenos que se presenten unidos a moléculas clase II del sistema mayor de histocompatibilidad (SMH); para que esto ocurra es necesario que estos antígenos sean sintetizados por la célula presentadora de antígenos (CPA). 

De hecho, los LTc no reconocen ni se unen a antígenos virales libres; es requisito “sine qua non” que los antígenos virales sean procesados por las células CPA para posteriormente ser presentados a los LTc asociados con moléculas codificadas por el SMH.

La activación de los LTc requiere que las células precursoras sean estimuladas mediante la interacción con células infectadas por virus y que presenten antígenos virales asociados a moléculas clase II del SMH.  El reconocimiento del antígeno por parte de los LTc requiere la presentación de los antígenos virales sintetizados en la propia célula como una consecuencia de la infección viral.  El LTc así activado expresará receptores para la interleuquina-2 (IL-2).

Las vacunas preparadas con virus vivo modificado se caracterizan por que los virus se replican y se producen más antígenos virales, los que a través de las moléculas clase II, estimularán a los LTc a actuar en la inmunidad celular, que en último término sería el mecanismo inmune más efectivo contra las infecciones virales.

En el caso de los virus herpes se describe un doble reconocimiento: 

Restricción 1: Los LTh (helpers, ayudantes o cooperadores) o CD4 solamente reconocen a los antígenos asociados a moléculas clase I del SMH que se encuentran en las células presentadoras de antígenos (macrófagos).

Restricción 2: Los LTc (CD8) reconocen solamente a los antígenos cuando están asociados a moléculas clase II del SMH que se encuentran en la casi totalidad de las células del organismo.


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