Desarrollo de métodos para mejorar la eficacia de vacunas Imprimir E-Mail

Introducción

Prácticamente la totalidad de las infecciones que se incluyen en el presente proyecto comparten el hecho de no disponer de vacunas plenamente efectivas. En algunos casos, este es un hecho crítico para el sector porcino. Por ejemplo, aunque existen vacunas para el PRRS, una de las enfermedades que ha causado mayores pérdidas a los productores en los últimos 15 años, su eficacia es parcial y se ve afectada por la variación genética del virus. En otros casos, como el de la PPA, no existen vacunas, y aunque la enfermedad no está presente en Europa, una reintroducción de la misma podría tener consecuencias catastróficas. Por todo ello, el desarrollo de vacunas para distintas enfermedades resulta fundamental para conseguir avances significativos en la mejora de la sanidad porcina. Con esta sección pretendemos dar a conocer de una manera resumida los abordajes experimentales que pretendemos utilizar, incidiendo especialmente en el salto cualitativo que supone la interacción entre los grupos participantes.

Este apartado del proyecto va a centrarse en el desarrollo de vacunas para PRRS, PPC, PPA, FA y PCV2 y en algunos apartados, se va a incluir el virus influenza.

Las vacunas comerciales frente al PRRS no han logrado establecerse como método universal de control de la infección. Esto es debido en general a la protección incompleta generada por las vacunas disponibles y a la capacidad patógena residual de las vacunas atenuadas. Esta falta de protección universal se cree relacionada por una parte con la regulación de la respuesta inmune producida por el virus y, por otra, a la diversidad genética existente entre cepas (Meier et al., 2003; Labarque et al., 2004; Díaz et al., 2006).

En relación a la PPC, debe explicarse en primer lugar que, en la Unión Europea, la vacunación está prohibida y sólo se autorizaría en circunstancias en las que la introducción de la infección diese lugar a epidemias que no pudiesen ser controladas mediante estrategias de detección precoz y sacrificio de focos. Sin embargo, este escenario no se puede descartar ya que ante una epidemia de gran magnitud debería recurrirse a la vacunación (Van Oirschot, 2003). En la actualidad existe una vacuna recombinante basada en la proteína E2 del virus que permite la diferenciación de animales vacunados e infectados pero la eficacia de esta vacuna se ha cuestionado seriamente en particular debido al todo al largo periodo que transcurre entre la inmunización y el desarrollo de inmunidad protectiva (Dewulf et al., 2004)

Las vacunas más eficientes contra el FA consisten en virus inactivados, que a pesar de haber contribuido a controlar en casos concretos brotes de FA, tienen el inconveniente añadido de conferir protección únicamente contra el serotipo homólogo. Actualmente, la vacunación frente a la FA está prohibida en Europa aunque, en casos de epidemias de gran alcance podría plantearse la situación, como de hecho ya ocurrió en el año 2001 en el Reino Unido y Holanda, países en los que se sopesó esta eventualidad.

Por lo que respecta a la influenza existen vacunas inactivadas específicas de serotipo cuya producción requiere la producción masiva de virus y su inactivación, lo que constituye un proceso lento y laborioso. Aunque en Europa la gripe no causa graves problemas en el cerdo, las actuales circunstancias epidemiológicas aconsejan estar preparados para cualquier eventualidad. Por ello, sería conveniente desarrollar métodos de producción de vacunas más ágiles y eficientes que las actuales.

En relación al PCV2, una de las enfermedades de mayor impacto económico en los últimos años, recientemente se ha aprobado en algunos países el uso temporal de una vacuna inactivada (Circovac, Merial). Sin embargo, dicha vacuna se aplica a las reproductoras, precisa dos dosis y su única acción es la de permitir la transferencia de anticuerpos calostrales a los lechones por lo que su protección es pasiva. Aunque este tipo de vacunas puede ser útil en determinadas circunstancias no parece que sean una solución al problema del síndrome de desmedro.

Hasta este momento no se ha conseguido desarrollar vacunas eficaces frente a la peste porcina africana. Aunque ahora está erradicada, esta enfermedad ha sido endémica en España durante casi tres décadas y ha supuesto durante años una traba importante a las exportaciones. El desarrollo de una vacuna resulta importante por dos motivos. Primero, debido a la alta difusibilidad de la infección y a su gravedad, una reintroducción de la PPA en Europa podría tener graves consecuencias, y al igual de lo que sucede en la PPC o la FA, ante la contingencia de una epidemia, podría plantearse una vacunación de urgencia como método para ganar tiempo y proceder a la erradicación de los focos existentes. En segundo lugar, el desarrollo de una vacuna frente a la PPA podría tener una repercusión muy positiva en África donde esta enfermedad constituye una de los principales problemas sanitarios que afectan a la cabaña porcina.

Objetivos


Los métodos convencionales de desarrollo de vacunas frente a los mencionados agentes (p. ejemplo inactivación o atenuación por pases en cultivo) parecen agotados si el objetivo es mejorar los productos existentes. Por otra parte, las vacunas recombinantes no han calado como alternativa real en el mercado; bien por su baja inmunogenicidad, bien por su elevado coste o bien por la reticencia de las agencias competentes para su aprobación e inmersión en el mercado. Por lo tanto, el objetivo principal que se plantea en esta parte de la propuesta CONSOLIDER es el desarrollo de nuevos métodos destinados a la producción de vacunas mejoradas frente a los agentes descritos. La consecución de este objetivo en cualquiera de las enfermedades descritas representará un salto cualitativo en la sanidad porcina y podría tener un impacto considerable de alcance internacional.

Descripción del trabajo


Se plantean las siguientes acciones destinadas al desarrollo de nuevos métodos para la mejora o modificación de la respuesta inmune que se coordinarán con los apartados de inmunidad y patogenia:

a) Desarrollo de los métodos de producción de proteínas de interés vacunal. Para la elaboración de vacunas de subunidades resulta imprescindible disponer de un método de producción de proteína a gran escala. En la actualidad, uno de los miembros del grupo CONSOLIDER (Jose Angel M. Escribano) ha desarrollado un sistema de expresión de proteínas en baculovirus que puede ser modificado para expresar genes de interés en grandes cantidades, tanto en células en cultivo como in vivo utilizando larvas del lepidóptero Thriclopusia. Las proteínas expresadas suelen mantener las modificaciones postraduccionales así como su conformación original, fundamental cuando se pretende por ejemplo mimetizar epítopos conformacionales. Esta metodología ha sido utilizada con gran éxito para inducir anticuerpos neutralizantes frente a diversos virus utilizando muchos modelos animales incluido el porcino (3) y para conferir protección parcial frente al VPPA (4). En el presente proyecto se pretende la difusión de esta tecnología para su aplicación en la obtención de antígenos críticos de VPRRS, VPPC, VPPA, VFA, PCV2, SIV.

b) Métodos de direccionamiento del antígeno vacunal a las células presentadoras de antígeno porcinas (CPAP). Los antígenos codificados por una vacuna de DNA pueden ser dirigidos a las CPAP mediante su fusión a determinadas moléculas direccionadoras entre las que destacan:

  •  Anticuerpos de cadena sencilla que reconocen antígenos de superficie de macrófagos y monocitos, tales como las moléculas de histocompatibilidad de tipo II. Esta estrategia se aplicará a PPA e influenza.
  • Fusión de genes víricos con quimioquinas porcinas que reclutan DCs en las mucosas. Esta estrategia se aplicará a PRRS.
  • Utilización de proteínas víricas implicados en tropismo o unión a células presentadoras de antígeno (por ejemplo, proteína E2 del VPPC y la HA del VPPA). Estas proteínas además de ser inmunogénicas pueden ser utilizadas para dirigir los antígenos hacia el macrófago porcino. Utilizar las mismas estrategias que el virus utiliza para evadir la respuesta inmune en provecho propio puede tener sus ventajas a la hora de desarrollar vacunas en el futuro.

c) Mejora de la presentación antigénica del producto vacunal: Potenciación específica de la respuesta celular. Una vacuna ideal habría de ser capaz de inducir ambos tipos de respuesta inmune, humoral y celular, esenciales ambas a la hora de conseguir una inmunidad esterilizante; sin embargo, la respuesta celular ha sido a menudo ignorada a la hora de diseñar y evaluar, la respuesta inmune generada por una vacuna. Se propone desarrollar las siguientes estrategias:

  •  Potenciación de la respuesta T-CD8+ (CTL) mediante fusión a ubiquitina. Para proteger contra la mayoría de virus, resulta esencial inducir una potente respuesta citotóxica, capaz de eliminar las células infectadas. En un intento de mejorar la presentación de los antígenos en la ruta de presentación antigénica de Clase I, y potenciar así la respuesta CTL, los antígenos vacunales pueden fusionarse al polipéptido celular ubiquitina. Las proteínas así marcadas, ven favorecida su entrada en la ruta de presentación del Clase I tras su degradación en el proteosoma (CITA). Se propone desarrollar esta estrategia de fusión con ubiquitina para antígenos.
  • Potenciación de la respuesta T-CD4+ (T-helper). Con el propósito de potenciar la presentación intracelular en clase II del antígeno y la respuesta T helper inducida, el antígeno vacunal puede fusionarse a la señal de transporte a los lisosomas de la proteína integral de membrana lisosomal LIMP II para facilitar su degradación y su presentación junto con las moléculas del complejo de histocompatibilidad de tipo II.

Estos protocolos se aplicarán para conseguir optimizar la respuesta de de vacunas atenuadas o inactivadas existentes así como para el desarrollo de vacunas de subunidades o DNA que se desarrollen. Actualmente, se están realizando experimentos de inmunización combinada con DNA y vacuna inactivada frente al VFA con el objetivo de reducir tanto los tiempos como la dosis de vacuna a utilizar.
Como ya se ha mencionado con anterioridad, todos y cada uno de estas estrategias pueden utilizarse sólas, en combinación o en protocolos bautizados “prime-boost”, en los que se inmuniza inicialmente frente a un antígeno, utilizando por ejemplo una vacuna DNA, para a continuación suministrar una dosis de recuerdo con un sistema heterólogo, por ejemplo utilizando el mismo antígeno expresado en baculovirus.

d) Validación y la caracterización de nuevos adyuvantes vacunales de utilidad en veterinaria. Además de los adyuvantes ya descritos (moléculas direccionadoras, señales de degradación, etc.), existen una serie de sustancias que pueden actuar como adyuvantes vacunales o terapéuticos: motivos CpG sintéticos, LPS de endotoxicidad reducida, citoquinas, etc. que pueden mejorar ostensiblemente la eficacia de nuestras vacunas gracias a su eficaz estimulación de la respuesta inmune innata. En el presente proyecto, los estudios de adyuvantes se centrarán en CpGs, LPS y citoquinas se realizarán en una última fase del desarrollo de productos vacunales.

Resultados esperables

  • Producción de proteínas de interés vacunal para VSRRP, VPPC, VPPA, VFA, PCV2, SIV
  • Desarrollo de métodos de direccionamiento de antígenos
    •  Utilización de anticuerpos de cadena sencilla
    • Metodología de fusión a genes de quimioquinas 
    • Metodología de uso de antígenos víricos en el direccionamiento
  • Metodos de ubiquitinación
  • Métodos de fusión a señales de transporte
  • Desarrollo de vacunas de DNA
  • Validación de adyuvantes
 
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