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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