GENERALIDADES SOBRE INMUNIDAD Y VACUNAS EN PORCINOS (II). F. Fariñas G. 2015

Generalidades sobre inmunidad y vacunas en porcino (II)

Respuesta inmune competente y fallos vacunales

La respuesta inmunitaria dependiente del desafío vacunal, es individual y puede comportar tanto respuestas eficaces no lesivas, como otras pato­lógicas (reacciones adversas) que por suerte son infrecuentes. Conocer estos intrincados mecanismos de respuesta inmunitaria e inmunopa­tológica es esencial para el desarrollo de nuevas vacunas y mejores protocolos de inmunización.

Fernando Fariñas Guerrero
Suis nº 119, julio/agosto 2015. 

Incluso cuando se ha llevado a cabo la vacunación correcta de los animales, la probabilidad de establecer una protección eficaz nunca es del 100 %. Esta proporción va a depender de muchos factores, alguno de los cuales implican al animal en sí y otros van a estar asociados a la vacuna, bien sea a su composición (antígenos que incorpora, adyuvantes, etc.) o al mal uso de la misma (no respetar las instrucciones de administración o conservación impuestas por el fabricante, etc.).

Factores que determinan fallos de inmunización

Todos los factores que conllevan un mal resultado en la vacunación y que a veces implican que sea peor el remedio que la enfermedad son los denominados fallos vacunales o fallos de inmunización. Entre los factores dependientes del animal que determinan una mayor o menor eficacia de inmunización, encontramos los siguientes:

Genética

Hoy sabemos que existen animales y razas que son genéticamente más resistentes que otros a distintas enfermedades. Incluso, podemos afirmar que dentro de una misma raza existirán animales con un “bagaje genético” de mayor resistencia a enfermedades y a esto pueden deberse las diferencias observadas en cuanto a protección vacunal de unos y otros.

Edad

Desde el punto de vista inmunológico sabemos que los animales presentan unas capacidades defensivas que varían a lo largo de su desarrollo. Así los animales recién nacidos y jóvenes al presentar un sistema inmunitario inmaduro están predispuestos a que estos fallos vacunales sean más frecuentes. Esto mismo ocurre en los animales viejos, ya que el sistema defensivo de estos ha entrado en una fase conocida como “inmunosenescencia” o envejecimiento inmunológico, lo cual evidentemente le convierte en un fiel candidato a la “no respuesta” o “baja respuesta” vacunal.

En los animales recién nacidos la inmunidad depende directamente de aquella que le proporciona la madre vía calostral. Este sistema de “donación” de anticuerpos y células inmunológicas se da durante un periodo muy corto, de tal forma que transcurrido este, la traslocación de anticuerpos finaliza. Sabemos que un porcentaje significativo de los animales recién nacidos no reciben niveles adecuados de anticuerpos, resultando esto en una alta frecuencia de morbimortalidad neonatal. La razón de los fallos en esta traslocación se deben principalmente a:

• Condiciones no naturales del parto y lactación.
• Nacimiento de animales débiles o deformes.
• Retraso en el inicio de la lactancia.
• Muerte de la madre.
• Escasa producción de calostro.
• Baja concentración de anticuerpos en calostro.
• Escaso instinto maternal.
• Camadas numerosas.
• Amedrentamiento de animales débiles por los fuertes.

Queda claro que el sistema inmunitario del lechón recién nacido no responde de la misma forma que el de un adulto, ya que aquel muestra un perfil de respuesta prácticamente de tipo Th2 (inmunidad humoral), con pobres o deficientes respuestas de tipo Th1 (inmunidad celular).

Interferencia vacunal por anticuerpos maternos

Cuando en un animal se encuentran presentes anticuerpos maternales transferidos vía calostro, las propiedades antigénicas de la vacuna pueden verse neutralizadas y no se desarrolla una respuesta adecuada frente a ella.

Como en cualquier otra especie doméstica, se asume que el lechón recién nacido tiene todos los componentes anatómicos de un sistema inmunitario inmaduro funcionalmente, que se encuentra todavía bajo la influencia regulatoria del sistema inmunitario materno.

La ingestión de estas inmunoglobulinas maternas es un arma de doble filo porque por una parte es un proceso vital para el recién nacido, ya que algún fallo en este mecanismo lo hace susceptible de infecciones neonatales a menudo mortales, y por otro lado, la presencia de altas concentraciones de inmunoglobulinas maternas inhibe el desarrollo de la respuesta inmunitaria propia del animal. Esta inmunidad no se empieza a establecer hasta que la concentración de anticuerpos maternos ha descendido lo suficiente (figura 1). Dicha interferencia ocurre por dos mecanismos distintos: neutralización del antígeno por parte de los anticuerpos maternos y bloqueo de los linfocitos B del neonato por estos mismos anticuerpos maternos (figura 2). Además se ha sugerido que la tasa de crecimiento del recién nacido contribuye a la velocidad de degradación de los anticuerpos maternos, siendo las razas de crecimiento más rápido las que más rápidamente eliminan estas inmunoglobulinas.

Todo esto es muy importante a la hora de establecer un programa vacunal. Está claro que no todas las vacunas existentes funcionan por igual, ni son capaces de “superar” esa interferencia materna. Actualmente existen en el mercado nuevas vacunas que tienen la capacidad de estimular la inmunidad del recién nacido incluso en presencia de anticuerpos maternos, superando el umbral de interferencia establecido por estas (vacunas de alta carga antigénica).

Nutrición

Existe una íntima relación entre la capacidad inmunológica de un animal y su estado nutricional, de tal forma que una nutrición tanto deficiente como excesiva pueden dar lugar a un proceso de inmunodeficiencia nutricional en el animal y un consecuente estado de “no respuesta” o mala respuesta a la vacuna. Por ejemplo, se sabe que ciertas deficiencias nutricionales en hembras preñadas (como la deficiencia de cinc), conlleva que la descendencia padezca una importante inmunodepresión (inmunodeficiencia).

Enfermedades concurrentes

Ciertas enfermedades, si están presentes en el momento de la vacunación, pueden predisponer a un estado de hiporrespuesta vacunal. Esto es particularmente cierto para diversas patologías:

• Enfermedades parasitarias.
• Inmunodeficiencias secundarias o adquiridas. Estas inmunodeficiencias pueden estar asociadas a infecciones (PRRS, circovirus, etc.) o como consecuencia de nefropatías, metabolopatías, desarreglos nutricionales, farmacoterapia o estrés.

Estrés

El estrés puede ser inducido en el animal de múltiples formas como son nutrición pobre, transportes, maltrato, etc. Este puede sobreactivar el llamado eje hipotalámico-hipofisario-adrenal con la consiguiente producción de altos niveles de adrenalina y cortisol endógenos, hormonas con un conocido efecto inmunosupresor. Desde este punto de vista, es evidente que animales estresados pueden ser malos respondedores a las vacunas, sobre todo aquellos sometidos a estrés crónico.

Farmacoterapia

La utilización de fármacos, como corticoides y ciertos antibióticos (principalmente sulfamidas), puede predisponer a estados de inmunodeficiencia, una de cuyas consecuencias es un incremento en la probabilidad de que se den estos fallos vacunales.

Son muchos los factores que pueden llegar a afectar la inmunidad de los animales, y a pesar de la gran cantidad de vacunas de alta calidad existentes en el mercado, todas ellas dependen de este sistema inmunitario para conseguir las respuestas de protección adecuadas y deseadas. Por lo tanto, a la hora de evaluar cualquier fallo de vacunación en granjas, sería conveniente y necesario establecer un protocolo de búsqueda de posibles fallos dependientes del estado inmunológico de los animales vacunados. Si seguimos estas recomendaciones, observaremos que en un gran número de casos no se han dado realmente “fallos vacunales” achacables a la vacuna, sino más bien “fallos de inmunización” achacables al “vacunado”.

Reacciones vacunales

Las ventajas de la vacunación están ampliamente documentadas, al contrario que el riesgo de efectos adversos que, en muchos casos, son hipotéticos y se sustentan en estudios no contrastados.

Dentro de las reacciones adversas a las vacunas se describen clásicamente tres:

• Reacciones de toxicidad “normal”.
• Reacciones de inmunosupresión transitoria.
• Reacciones de hipersensibilidad inmunológica.

Toxicidad “normal”

Las vacunas pueden generar normalmente reacciones de tipo inflamatorio pasajeras y es bien sabido que se requiere un cierto grado de inflamación para inducir respuestas inmunitarias protectivas y eficaces.

Las reacciones más frecuentes son las tumefacciones o inflamación en el punto de inoculación, que suele aparecer al día siguiente de la vacunación y puede durar hasta una semana.

Otras reacciones tóxicas “normales” son la instauración de cuadros de fiebre, letargia y anorexia que responden a la activación de los mecanismos de inmunidad innata, con liberación de citoquinas (TNF-a, interleuquinas, etc.). Aunque estas reacciones son esperables tras una vacunación, minimizarlas puede ser deseable tanto para el veterinario como para el ganadero. Una medida de prevención prevacunación o de tratamiento posvacunación es el empleo de antiinflamatorios no esteroideos, aunque algunos trabajos muestran que la inhibición de la vía ciclooxigenasa-2 por parte del AINE podría atenuar o disminuir la respuesta de anticuerpos.

Inmunosupresión transitoria

Sorprendentemente existen evidencias de que ciertas vacunas pueden producir cuadros de inmunosupresión transitoria y, en algunos animales, esta puede generar problemas como la emergencia de una infección subclínica en el animal vacunado.

Hipersensibilidad inmunológica

Las vacunas pueden causar reacciones de hipersensibilidad de tipo I, II, III y IV que, aunque alguna de ellas infrecuentes, pueden ser realmente importantes. Por razones obvias y por su mayor frecuencia e importancia en porcino, nos ceñiremos exclusivamente a las reacciones de tipo I.

Hipersensiblidad de tipo I o alérgica

Se han propuesto varias proteínas diferentes como causa de reacciones alérgicas en las vacunas porcinas, aunque en casi todos estos estudios no se han medido concentraciones de IgE antígeno-específicas.

La mayoría de las vacunas son capaces de elicitar este tipo de reacciones y las vacunas bacterianas son las que mayor riesgo presentan. Todos los estudios realizados a este nivel señalan a los excipientes vacunales (suero fetal bovino, conservantes, antibióticos, caseína, colágeno tipo I, fibronectina, laminina y miosina porcina), como los alérgenos más frecuentemente involucrados.

Como bien sabemos, las reacciones alérgicas mediadas por IgE requieren de una primera fase de sensibilización clínicamente inaparente y una segunda fase efectora con provocación de cuadros que pueden ir desde reacciones urticariales a angioedemas (edema facial, periorbitario, laríngeo, de vías respiratorias altas, etc.), o incluso a reacciones realmente graves como la anafilaxia. En este caso el principal mediador en el cerdo es la histamina, que afecta fundamentalmente al tracto respiratorio (disnea) e intestino (diarreas), y se acompaña de otros signos como cianosis, prurito e hipotensión sistémica.

Todas estas reacciones (urticaria, angioedema y anafilaxia) pueden darse en el lechón en la primera vacunación o en revacunaciones (primera inoculación o posteriores). Las reacciones en primera vacunación se deben primordialmente al paso de IgE y de “factores alergénicos” ingeridos con el calostro que favorecen el desarrollo de respuestas Th2 en los lechones y que les “ahorran” esa primera fase de inducción, o bien y más raramente a reacciones de tipo anafilactoide. El término “anafilactoide” suele emplearse para describir una respuesta que clínicamente es idéntica a la anafilaxia, pero que no se debe a la presencia de anticuerpos IgE, sino más bien a la liberación de histamina por parte de los mastocitos de forma inespecífica, no mediada por estos anticuerpos. En el cerdo estas reacciones se describen raramente con el empleo de vacunas bacterianas. Las reacciones que ocurren en segundas o posteriores inoculaciones se deben fundamental y directamente al lechón, ya que este queda sensibilizado en la primera vacunación y desarrolla la fase efectora en las posteriores.

Por razones todavía no aclaradas, no todos los animales con hipersensibilidad alérgica demostrada en una vacunación, muestran reacciones en las siguientes vacunaciones.

Fraccionamiento vacunal como prevención de reacciones adversas

¡Nunca se aconseja el fraccionamiento de la dosis de vacunas que se administran! No es infrecuente que algunos veterinarios realicen esta práctica con objeto de evitar o prevenir reacciones adversas. La carga antigénica de las vacunas está basada en el concepto de dosis mínima inmunizante (DMI), es decir, que llevan la mínima cantidad de antígeno que pueda despertar una respuesta inmunitaria efectiva en el animal. Por consiguiente, la administración de una dosis fraccionada puede disminuir dicha carga antigénica a una dosis subóptima para el establecimiento de esta respuesta inmunitaria. Cierto es que este fraccionamiento puede prevenir o incluso evitar la posible reacción adversa, pero no lo es menos el hecho de que también incrementa la probabilidad de fallo de inmunización, con el consiguiente riesgo que se asume.

Por todo esto, no es aconsejable bajo ninguna circunstancia fraccionar la dosis de vacuna. Dicha reducción de los niveles de antígeno anula la garantía implícita del fabricante y desvía la responsabilidad hacia el veterinario ante un posible fallo en la protección. La responsabilidad relacionada con la vacunación incluye un número elevado de normas y estándares de cuidado específicos entre los que se encuentra el no fraccionar nunca la dosis vacunal.

Vacunación de animales enfermos

La regla número uno de la vacunación es no vacunar nunca a un animal enfermo. Sólo en casos excepcionales se pueden vacunar animales que presenten alguna enfermedad que curse con inmunodepresión, con objeto de prevenir en lo posible el desarrollo de determinadas enfermedades infecciosas. El riesgo de fallo de eficacia en estos animales se encuentra francamente incrementado en comparación con animales sanos.

Otro hecho importante es el grado de parasitación; las parasitosis en general pueden conllevar respuestas inadecuadas frente a determinadas vacunas (especialmente las atenuadas), y su grado de interferencia va a depender del grado y tipo de parásito involucrado. Si tenemos que vacunar forzosamente a animales en alguna de estas situaciones, no deberíamos usar vacunas vivas sino muertas, ya que con estas últimas seguro que obtendremos mejores resultados, aunque los factores citados siguen siendo críticos. Si elegimos vacunar a animales enfermos, siempre tendremos en mente que las posibilidades de fallo de eficacia van a ser muy altas. Es importante, a la hora de vacunar a estos animales con vacuna inactivada, establecer un protocolo que incluya múltiples dosis con objeto de incrementar las posibilidades de llegar a una buena inmunización; el no hacerlo o el administrar sólo una dosis incrementa igualmente el riesgo de fallo de inmunización.

Lecturas recomendadas

Tizard IR. Introducción a la Inmunología Veterinaria. 8ª Edición. Ed Elsevier Saunders 2009.
Day M, Schultz RD. Veterinary Immunology. Principles and Practice. Ed CRC Press. 2014
Gutiérrez Pabello J.A. Inmunología Verterinaria. Ed. Manual Moderno. 2010
Roth JA. Inmunología. Clinicas Veterinarias de Norteamérica. Práctica clínica en animales de producción. Editorial Intermédica. 2004
Fariñas Guerrero F. Guía de Inmunidad Respiratoria Porcina. Editado por Intervet-Schering Plough Animal Health. 2008
Sánchez-Vizcaíno JM. Curso de Introducción a la Inmunología Porcina. http://sanidadanimal.info/cursos/inmunologia3/index.htm 
Abbas AK et al. Cellular and Molecular Immunology. 8ª edición. Ed Elsevier Saunders. 2014
Pandey R et al. Veterinary Vaccines (Progress in Vaccinology). Ed Springer. 2011
Morrow JW et al. Vaccinology: principles and practice. Ed Wiley-Blackwell. 2012

INMUNOLOGÍA Y VACUNAS FRENTE AL PRRSV Y AL PCV2. I. M. RODRÍGUEZ-GÓMEZ, I. DÍAZ 2012

Inmunología y vacunas frente al PRRSV y al PCV2

El virus del PRRSV y el PCV2 son los dos patógenos que más pérdidas han causado a la industria porcina en los últimos 20 años. En este artículo se explican cuáles son los mecanismos de protección y las limitaciones que presentan las vacunas frente a estos dos virus.

Irene M. Rodríguez-Gómez¹ e Ivan Díaz²

¹Licenciada en Veterinaria y estudiante de doctorado del Departamento de Anatomía y Anatomía Patológica Comparadas de la Universidad de Córdoba 
²Doctor en Medicina y Sanidad Animal e Investigador del Centre de Recerca en Sanitat Animal (CReSA) 
I

Una vacuna es aquel preparado antigénico capaz de otorgar protección frente a un patógeno concreto. Tras la vacunación, se establece una respuesta inmunitaria de memoria que supondrá la resolución rápida y eficaz de una posible infección (cuadro).

Sin ninguna duda, los dos patógenos que han causado las mayores pérdidas económicas en la producción porcina en los últimos 20 años son el virus del síndrome reproductivo y respiratorio porcino (PRRSV) y el circovirus porcino tipo 2 (PCV2). Ambos son capaces de infectar células centrales en el desarrollo de la respuesta inmunitaria y de modular ésta mediante diferentes mecanismos. Sin embargo, el éxito de las vacunas existentes en el mercado es considerablemente diferente; mientras que las vacunas frente al PCV2 tienen una eficacia muy elevada —podríamos incluso calificarla de extraordinaria—, las vacunas frente al PRRSV aún tienen un amplio margen de mejora.

Los mecanismos de protección que pueden inducir las vacunas, sea cual sea el patógeno, son los anticuerpos y las respuestas celulares. Mientras los anticuerpos tienen la capacidad de neutralizar al patógeno antes de que éste infecte a la célula diana, y por tanto otorgan inmunidad esterilizante, las respuestas celulares actúan una vez que la célula diana ha sido infectada y ha dado la señal de alarma. Obviamente, en función de la intensidad de ambas respuestas y del patógeno involucrado, ambos parámetros pueden participar en la protección. La inducción de una cantidad suficiente de anticuerpos neutralizantes bastaría para otorgar protección, pero una cantidad elevada aunque insuficiente de éstos, con una participación importante de la respuesta celular, puede limitar de forma rápida la infección y, finalmente, eliminarla. Como veremos a continuación, en algunos casos ninguna de estas condiciones es fácil de alcanzar.

Vacunas frente al PRRSV

La primera vacuna comercializada en el mundo frente al PRRSV fue una vacuna inactivada creada a partir de una cepa española (1993). En 1994 se puso a la venta la primera vacuna basada en un virus atenuado, en este caso a partir de una cepa americana. Actualmente, existen más de dos docenas de vacunas, aunque muchas de ellas sólo se distribuyen en su país de origen. Todas están basadas en virus atenuado o inactivado, con o sin adyuvante.

Únicamente existen dos excepciones, una vacuna de subunidades compuesta por un heterodímero de la glicoproteína 5 y de la proteína M, comercializada sólo en Estados Unidos, y un concentrado de inmunoglobulinas aviares contra cepas del genotipo americano, comercializada sólo en México.

Obstáculos e interrogantes en la respuesta inmunitaria frente al PRRSV

Interrogantes	Obstáculos
Mecanismos de protección Papel de la respuesta celular Papel de la respuesta humoral	Respuesta inmunitaria anómala Baja expresión de moléculas participantes en la presentacion del antígeno Inhibición de la producción de IFN-alfa Débil, errático y tardío desarrollo de la respuesta celular Producción baja y tardía de anticuerpos neutralizantes
Proteínas del virus involucradas en la protección Antígeno inductor de protección	Elevada variabilidad genética del virus Dos genotipos (Tipo I y Tipo II) Elevada variabilidad dentro de cada genotipo Variantes dentro de la misma explotación Generación de cuasiespecies en el mismo animal
Inmunidad protectora cruzada Nivel de protección heteróloga Dificultad para neutralizar ciertas cepas a pesar de la existencia de anticuerpos neutralizantes Nivel de respuesta celular necesario para proteger frente a una cepa heteróloga	Respuestas anamnésicas de bajo nivel Booster por revacunación homóloga limitado

Mecanismos de protección y limitaciones

La eficacia de las vacunas comercializadas actualmente frente al PRRSV no es tan exitosa como desearíamos. La idiosincrasia del PRRSV es la principal causa de este fenómeno. La figura muestra los obstáculos a los cuales las vacunas deben hacer frente y que dificultan la creación de inmunológicos más eficaces.

Como decíamos, las vacunas más utilizadas frente a este virus son las basadas en virus atenuado y en virus inactivado. El uso de un virus atenuado o inactivado en una vacuna implica la administración del virus completo; de las partes del mismo involucradas en la respuesta protectora, pero también de aquellas involucradas en la inmunomodulación de las respuestas. Desconocemos hasta qué punto este hecho puede interferir en la eficacia de las vacunas, pero es cierto que el desarrollo de la respuesta inmunitaria que se origina tras la vacunación es muy parecido al de la respuesta que se desarrolla tras una infección.

En general, se considera que las vacunas atenuadas inducen sobre todo, buenas respuestas celulares, aunque también provocan una buena respuesta humoral mientras que las vacunas inactivadas inducen principalmente respuestas humorales. Sin embargo, en el caso del PRRSV esta afirmación no se cumple siempre: las vacunas atenuadas inducen mejores respuestas celulares que las inactivadas, pero existen excepciones. Por otro lado, ya sea con vacunas atenuadas o con vacunas inactivadas es muy difícil inducir anticuerpos neutralizantes, cuanto menos con una sola dosis. Aparte de las respuestas inmunitarias que inducen, la principal diferencia entre ambas es, obviamente, la capacidad de replicarse. Si bien esta capacidad, propia de las vacunas atenuadas, favorecería una mejor respuesta inmunitaria, también puede convertirse en un arma de doble filo: los virus atenuados podrían ejercer una inmunomodulación negativa más marcada y además podrían transmitirse a animales no vacunados.

Los inconvenientes anteriormente descritos no significan que las vacunas no induzcan ningún tipo de protección ni que su uso deba desecharse, ya que múltiples trabajos tanto en condiciones experimentales como en el campo, así como su uso rutinario en granja, demuestran que las vacunas frente al PRRS funcionan, cuanto menos disminuyendo la gravedad del cuadro clínico y la presión infectiva. En condiciones experimentales, prácticamente ningún estudio ha podido detectar la presencia de anticuerpos neutralizantes en cantidades significativas tras la vacunación. En el caso de ser detectados, los niveles de anticuerpos producidos dependen en gran medida de dos factores: de la cepa del virus usada en la inmunización —no todas las cepas inducen con la misma intensidad la producción de anticuerpos neutralizantes— y la edad de los animales vacunados —cuanto mayor es el animal, mayor cantidad de anticuerpos neutralizantes se necesita. A pesar de la falta de una producción significativa de anticuerpos neutralizantes, en estos estudios las vacunas demostraron ser efectivas, de manera total o parcial. Como decíamos, una respuesta celular puede ser suficiente para limitar en extremo la infección, de manera que en algunos casos la infección puede establecerse pero en una intensidad tan baja que curse sin, o prácticamente sin, sintomatología ni viremia, o con una viremia de muy corta duración y con cantidades de virus en sangre muy bajas. Así, en el campo, el uso de vacunas puede no evitar en todos los casos la infección del animal vacunado, pero sí reduce notablemente la sintomatología y los niveles de infección, de tal manera que disminuye la circulación del virus en la granja.

En cualquier caso, y debido a las peculiaridades del virus, las vacunas trabajan en condiciones duras, por lo que una correcta pauta vacunal establecida a partir del estudio serológico de cada caso particular, la correcta aclimatación de las cerdas de reposición a las condiciones de cada granja, la implementación de medidas complementarias de bioseguridad, etc. facilitarán en gran medida su labor.

Con el objeto de mejorar las vacunas existentes, experimentalmente se han probado diferentes opciones: vacunas atenuadas adyuvantadas con citoquinas o vacunas de subunidades (utilizando las glicoproteínas 3, 4, 5, la proteína M o la proteína N) expresadas en múltiples y variados sistemas (baculovirus, planta de tabaco, virus de la gastroenteritis transmisible, etc.), sólo por nombrar algunos ejemplos. Todas estas vacunas han demostrado una eficacia menor, igual, o como mucho algo superior, de la que otorgan las vacunas comercializadas actualmente. Definitivamente, en relación a la respuesta inmunitaria frente a este virus existen todavía importantes preguntas sin responder, las cuales frenan el desarrollo de vacunas más eficaces.

Algunas preguntas sin respuesta sobre el PRRSV... ¿qué determina la protección?

¿Cuáles son los factores implicados en la inmunidad protectora (anticuerpos neutralizantes, respuesta celular) frente al PRRSV? ¿En qué grado participan exactamente? ¿Cómo podemos obtener una producción elevada de estos factores? ¿Qué partes del PRRSV están involucradas en la producción de dichos factores? ¿Un nivel suficientemente elevado de respuestas celulares o de anticuerpos neutralizantes, o incluso de la combinación de ambos, puede superar la elevada variabilidad genética del virus? ¿Existen partes del virus inductoras de respuesta protectora comunes en todas las cepas del PRRSV? y, por tanto, ¿existe la posibilidad de crear una vacuna universal?

Vacunas frente al PCV2

La primera vacuna registrada a nivel europeo frente a PCV2 fue una vacuna inactivada destinada a cerdas antes del parto, más tarde se autorizó su uso en lechones. El resto de vacunas comercializadas son vacunas recombinantes registradas para su aplicación en lechones a partir de las 2-3 semanas de vida, excepto una de ellas en la que la primera dosis puede aplicarse a los 3-5 días de edad con revacunación a las 2-3 semanas.

Las vacunas comercializadas más recientemente frente a este patógeno se basan en el uso de la proteína de la cápside (Cap), ya que es la proteína capaz de desencadenar una fuerte y duradera respuesta humoral: algunas están basadas en la expresión de la proteína Cap usando como vector un sistema de baculovirus y otras usan un virus quimera atenuado en el cual el gen Cap de PCV2 ha sido insertado en el esqueleto genómico del PCV1.

Mecanismos de protección

El uso rutinario de vacunas frente a PCV2 en el campo, así como los diversos estudios realizados, confirman que todas las vacunas comercializadas son eficaces. La vacunación supone una disminución de la replicación del virus en los tejidos, en algunos casos con eliminación completa del mismo, la no aparición de signos clínicos y el mantenimiento de la ganancia media diaria de los animales. Tras la implementación de un protocolo vacunal frente a PCV2, se ha observado, tanto en granjas con sintomatología clara como en granjas asintomáticas, la mejora de los rendimientos productivos. Este hecho sugiere que las infecciones subclínicas pueden tener un efecto negativo suficientemente importante, el cual puede ser revertido mediante el uso de vacunas.

A diferencia de lo que ocurre con el PRRSV, el desarrollo de una fuerte respuesta humoral, caracterizada por un desarrollo de anticuerpos neutralizantes anti-PCV2, está directamente correlacionado con la lucha efectiva frente al patógeno. Respecto a la respuesta celular, se ha descrito que en ocasiones este mecanismo también desempeña un rol importante en el control de la infección. Así, en el curso de una infección subclínica una respuesta celular suficientemente elevada se ha relacionado con una disminución en los niveles de replicación del virus.

Actualmente se reconocen tres genotipos distintos del PCV2: PCV2a, PCV2b y PCV2c. Desde 2003, se ha observado un cambio en las prevalencias de los distintos genotipos. Así, PCV2a está siendo sustituido por PCV2b, probablemente debido a una presión inmunogénica, ya que todas las vacunas desarrolladas frente a PCV2 están basadas en el genotipo PCV2a. De todas formas, hasta la fecha, las vacunas basadas en PCV2a están demostrando protección cruzada frente a PCV2b.

En definitiva, el camino que uno desearía recorrer cuando se diagnostica por primera vez una enfermedad (identificación del agente causal, conocimiento del proceso desde el punto de vista clínico, patológico e inmunológico y, por último, resolución del problema mediante la creación y aplicación de tratamientos o vacunas) parece que en el caso del PCV2 ha llegado con éxito a su fin.

Respecto al PRRSV, aún nos queda camino por recorrer, un camino lleno de obstáculos, en el que la comunidad científica y veterinaria ha invertido e invierte un esfuerzo realmente considerable y con el cual esperamos alcanzar el mismo éxito que el obtenido con PCV2.

Bibliografía disponible en www.albeitar.grupoasis.com/bibliografias/inmunologia152.doc

(Foto: Sxc.hu)

AVANCES EN EL DESARROLLO DE VACUNAS FRENTE AL VIRUS DE LA LENGUA AZUL J. Ortego, E. Calvo-Pinilla, F. de la Poza y A. Marín-López 2015

Avances en el desarrollo de vacunas frente al virus de la lengua azul

Hasta la fecha se han descrito 26 serotipos de este virus, que no inducen protección cruzada tras la infección, lo que complica las estrategias de vacunación

En la actualidad, para prevenir y controlar los brotes de BTV se están usando vacunas inactivadas, cuya eficacia ha sido buena pero muestran una serie de inconvenientes. Por este motivo, se han ensayado varios prototipos de vacunas recombinantes basadas en vectores virales, con resultados prometedores.

Javier Ortego, Eva Calvo-Pinilla, Francisco de la Poza y Alejandro Marín-López

Centro de Investigación en Sanidad Animal (INIA-CISA)

La familia Reoviridae engloba un grupo de virus que comparten una serie de propiedades morfológicas y genéticas comunes: poseen genoma lineal de ARN de doble cadena (dsRNA) fragmentado en 10-12 segmentos genómicos, contienen dos o tres capas de proteínas concéntricas, carecen de una envuelta lipídica, presentan una estructura icosaédrica con un diámetro de 70 a 85 nm y se replican en el citoplasma de la célula infectada. Esta familia incluye virus de importancia clínica como los Rotavirus en humanos y los Orbivirus en animales. Entre los Orbivirus, el virus de la lengua azul (BTV) que infecta a rumiantes ha causado recientemente importantes brotes en Europa. Este virus produce la enfermedad de la lengua azul o fiebre catarral ovina, enfermedad infecciosa no contagiosa que se transmite por la mordedura de insectos del género Culicoides. Estos actúan como vectores competentes en la transmisión del virus. Los brotes de lengua azul han producido importantes pérdidas económicas debido a la enfermedad y muerte de los animales, a la pérdida de productividad, a las restricciones en el comercio y desplazamiento de los animales y al alto coste de las campañas de vigilancia y vacunación. Hasta la fecha se han descrito 26 serotipos de este virus, que no inducen protección cruzada tras la infección, lo que complica las estrategias de vacunación [5-7].

Estudio y caracterización de la infección en ratones

Los modelos animales de laboratorio son esenciales para el estudio de la biología de los virus animales y para el análisis de las vacunas desarrolladas frente a ellos, tanto para determinar su eficacia en prevenir la enfermedad como para comprobar la necesaria seguridad del tratamiento. Los estudios de BTV en hospedadores naturales están limitados por la complejidad del sistema, el alto coste del mantenimiento de animales grandes y la necesidad de un laboratorio de nivel de bioseguridad 3 para el desarrollo de estos ensayos. Durante años, diferentes grupos de investigación han tratado de establecer un modelo de animal de laboratorio para BTV con el fin de facilitar los estudios de patogénesis, respuesta inmunitaria y vacunación frente al virus. Los ratones adultos silvestres no son sensibles a la infección por BTV, por lo que no existe la posibilidad de desafiarlos frente al virus para determinar si una vacuna los protege. El BTV infecta a ratones neonatos y estos se han usado para analizar el nivel de atenuación de vacunas vivas, pero es necesario un modelo de ratón adulto para permitir el estudio de la respuesta inmunitaria adquirida en la vacunación frente a un virus.

Los ratones IFNAR^(-/-) son ratones modificados genéticamente que carecen de la subunidad b del receptor de interferón tipo I (a/b). El bloqueo de la actividad INF-a/b permite que algunos virus repliquen más eficientemente y como consecuencia estos ratones son más sensibles a algunas infecciones virales. Aunque la respuesta de IFN-I está bloqueada en estos ratones, no tienen alterada su capacidad de generar una respuesta inmunitaria adquirida frente a un patógeno. Se ha descrito que estos animales pueden desarrollar niveles normales de anticuerpos neutralizantes y linfocitos T citotóxicos tras una vacunación con diferentes virus atenuados.

En busca de un nuevo modelo de animal pequeño de laboratorio para BTV, se pensó en analizar la infección y patogénesis del virus en los ratones IFNAR^(-/-), puesto que los datos existentes sugerían que esta cepa de ratón podría ser susceptible a la infección por BTV.

En primer lugar, se observó que los ratones IFNAR^(-/-) infectados con el serotipo 4 del BTV (BTV-4) mostraban signos clínicos de enfermedad que empezaban a las 48 horas posinfección y que consistían en letargia, postura encorvada, hipotermia y legañas típicas de conjuntivitis. Se comprobó que el virus infectaba eficientemente a los ratones IFNAR(-/-), produciéndose la muerte de todos los animales a los 5 o 6 días posinfección con una dosis de 103 ufp/ratón de BTV-4. Además, se detectó viremia en los ratones infectados con valores máximos de 5x104 ufp/ml. Todos estos datos indican que el BTV se replica y es patogénico en los ratones IFNAR^(-/-), lo que sugiere que la inactivación de la respuesta innata que activa IFN-I, permite que la infección de BTV prolifere en estos animales. Por otra parte, se estudió también en estos ratones la infección de otros serotipos de BTV y se comprobó que la infección con BTV-8 y BTV-1 producía los mismos signos clínicos, viremia y lesiones descritos para la infección con BTV-4 [3].

Adicionalmente se concluyó que en las infecciones estudiadas con los distintos serotipos de BTV, el virus se diseminaba en los ratones IFNAR^(-/-) reproduciéndose la infección que tiene lugar en rumiantes. Por ejemplo, en vacas infectadas con BTV se encuentran altos títulos de virus en los pulmones, nódulos linfáticos precapsular y mesentérico, timo y bazo. En los estudios de infección por vía intravenosa o subcutánea en ratones IFNAR^(-/-), BTV se detectó principalmente en bazo, timo, nódulos linfáticos inguinal, mediastínico y poplíteo, y pulmones, coincidiendo que los órganos diana del virus en rumiantes (figura 1).

El análisis patológico de ratones infectados con BTV mostró muchas similitudes en cuanto a las lesiones descritas en hospedadores naturales. Los desórdenes de permeabilidad del sistema vascular presentes en rumiantes se reflejan en las petequias observadas en la superficie del bazo y los pulmones de ratones infectados con BTV. El engrosamiento de los nódulos linfáticos refleja el curso de la respuesta inmunitaria. Por otra parte, la depleción linfoide en órganos linfoides y el edema pulmonar también se han descrito en rumiantes. Las similitudes en la patología entre ratones IFNAR^(-/-) y rumiantes infectados con BTV indican que este modelo de ratón puede ser una buena herramienta para estudiar determinados aspectos de la patología de BTV [2, 3].

El coste para analizar nuevas vacunas de BTV en sus especies naturales es el mayor obstáculo para los laboratorios e industrias. El modelo de ratón adulto IFNAR^(-/-) es un buen modelo animal para evaluar las vacunas frente a BTV.

Generación de vacunas recombinantes y estrategias de inmunización combinadas

En la actualidad, para prevenir y controlar los brotes de BTV se están usando vacunas inactivadas, cuya eficacia ha sido buena pero muestran una serie de inconvenientes. En primer lugar, sólo son preventivas frente a un serotipo del virus. Es necesario un control muy riguroso de la calidad de cada lote de vacunas. Además, no son vacunas marcadoras y los animales vacunados no se pueden diferenciar serológicamente de los animales infectados. Estos problemas se solventarían con el uso de vacunas recombinantes marcadoras.

Se han ensayado varios prototipos de vacunas recombinantes basadas en poxvirus como vectores virales con resultados prometedores. Estas vacunas ofrecen una buena inmunogenicidad asociada a la replicación del virus que funciona como vector vacunal. Los virus vaccinia, capripox y canarypox que expresan juntas o por separado las proteínas de la cápsida de BTV VP2 (principal inductora de anticuerpos neutralizantes), VP5 y VP7, y las no estructurales NS1, NS2 y NS3 han inducido una buena respuesta inmunitaria, tanto humoral como celular, frente al antígeno de BTV usado en la vacunación; así como buenos niveles de protección frente a la infección con el virus de serotipo homólogo. Similares resultados se han obtenido utilizando como vacunas recombinantes estructuras que simulan la partícula viral (VLP) generadas en el sistema de expresión basado en baculovirus recombinantes, aunque tienen como desventaja su alto coste de producción e inestabilidad de las VLP.

En nuestro laboratorio se han generado vacunas frente a BTV basadas en la inmunización combinada heteróloga administrando los mismos antígenos de BTV primero como vacuna ADN y posteriormente usando el vector vacunal MVA (virus vaccinia cepa modificada Ankara). Ya que los ratones IFNAR^(-/-) han sido usados eficazmente para validar la eficacia de vacunas inactivadas, también se han empleado para ensayar la eficacia de las vacunas recombinantes. La estrategia de vacunación ADN/MVA expresando las proteínas VP2, VP5 y VP7 de BTV-4 indujo una protección total frente a un desafío homólogo con BTV-4 pero no frente al desafío con el virus heterólogo BTV-8 [4]. Para la generación de vacunas que induzcan protección cruzada frente a los distintos serotipos de BTV se ha introducido la proteína NS1 de BTV en la composición vacunal. La proteína NS1 es la más conservada entre los 26 serotipos de BTV y se ha descrito que contiene en su secuencia aminoacídica epítopos que estimulan la respuesta inmunitaria celular frente al virus, al igual que las proteínas VP2 y VP7. La vacunación ADN/MVA expresando las proteínas VP2, VP7 y NS1 de BTV-4 generó altos niveles de anticuerpos específicos frente a estos tres antígenos, así como anticuerpos neutralizantes frente al virus homólogo BTV-4. Ensayos de Elispot y tinción intracelular de citoquinas mostraron que estos tres antígenos activaban una respuesta celular CD8+ en esplenocitos de ratones inmunizados (figura 2). Y lo más importante, esta estrategia de vacunación ADN/MVA expresando VP2, VP7 y NS1 de BTV-4 indujo una protección completa frente al virus homólogo BTV-4 y un grado muy alto de protección heteróloga, del 100 % frente a BTV-8 y del 85 % frente a BTV-1 (figura 3) [1].

En resumen, aunque será necesaria la caracterización de la estrategia y composición vacunal en el huésped natural del virus de la lengua azul, los resultados obtenidos en el modelo de ratón INFAR^(-/-) sugieren que la estrategia de inmunización ADN/MVA expresando las proteínas VP2, VP7 y NS1 de BTV-4 podría ser una prometedora vacuna marcadora y segura frente a las infecciones de los múltiples serotipos de BTV.

Bibliografía disponible en www.albeitar.grupoasis.com/bibliografias/lenguazul185.doc