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UNIVERSIDAD JUAN AGUSTÍN MAZA
FACULTAD DE CIENCIAS VETERINARIAS Y AMBIENTALES
CÁTEDRA DE VIROLOGÍA Y MICOLOGÍA VETERINARIA
CÁTEDRA DE VIROLOGÍA Y MICOLOGÍA
VIROLOGÍA
TEORICO Nº 8
Temario: Prevención y tratamiento de las enfermedades virales. Vacunas. Desarrollo y
características con virus inactivado y con virus atenuado (vacunas tradicionales). Ventajas y
desventajas. Nuevas vacunas: vacunas por subunidades, vacunas vivas atenuadas por ingeniería
genética. Vacunas por péptidos antigénicos, antiidiotipos, antígenos no convencionales. Vacunas
recombinantes, vectores virales, vacunas de ADN: virus usados como vectores: poxvirus
(vaccinia), adenovirus, retrovirus, herpesvirus. Ejemplos en medicina veterinaria.
.
Vacunación contra las enfermedades virales.
La vacunación es la manera más efectiva de prevenir las enfermedades virales. El control
de muchas enfermedades virales en los animales mediante la vacunación es probablemente el
modo más simple de generar inmunidad en medicina veterinaria.
Tradicionalmente, hasta la llegada de las vacunas de tercera generación, existieron dos
estrategias principales para la producción de vacunas virales: empleando virus atenuados o
empleando virus muertos o inactivados químicamente.
Vacunas a virus vivos atenuados
Derivan de virus patógenos que se atenúan o debilitan en un
laboratorio, generalmente por cultivos repetitivos.
Vacunas a virus muerto o inactivados
Se producen haciendo crecer a los virus en los medios de cultivo
adecuados, y posteriormente se inactivan con calor y/o sustancias
químicas.
Actualmente, la situación es mucho más compleja. Mientras la mayoría de las vacunas
producidas a gran escala contienen virus atenuados o inactivados, se están desarrollando nuevas
vacunas mediante la tecnología del ADN recombinante que promete mejoras significativas en la
efectividad, costos y seguridad de las vacunas. Existe mucha expectativa por la posibilidad de
generar “vacunas de ADN”.
Los virus presentes en las “vacunas a virus vivo”, replican en el recipiente de la vacuna y
al hacerlo amplifican la cantidad de antígenos virales a presentar frente al sistema inmune del
animal hospedador. Existen muchos beneficios con el uso de este tipo de vacunas debido a que
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el virus vivo replicante imita la infección en el animal hospedador, de manera que la respuesta
inmune generada es muy similar a la que ocurre luego de la infección natural.
Cuando se producen “vacunas a virus inactivado”, el tratamiento químico o físico
utilizado para eliminar la infectividad del virus, puede aplicarse con tal intensidad que afecte la
inmunogenicidad de la vacuna, especialmente la inmunidad asociada a las células.
Generalmente, esto resulta en una respuesta inmune de corta duración, un menor espectro
antigénico, una menor respuesta inmune en mucosas, una menor respuesta mediada por células
y, probablemente, una efectividad total menor en la prevención de la enfermedad viral. No
obstante, las vacunas inactivadas son seguras, útiles, disponibles y muy ampliamente utilizadas.
Vacunas a virus vivo.
Las vacunas a virus vivos atenuado, cuando se ha demostrado que son seguras, son las
mejores de todas las vacunas. Varias de ellas han sido muy exitosas en la reducción de la
incidencia de importantes enfermedades virales de los animales. La mayoría de las vacunas a
virus vivo son inyectadas subcutáneamente o intramuscularmente, pero algunas son
administradas via oral y otras mediante aerosoles o en el agua de bebida de los animales. Para
que las vacunas a virus vivo sean exitosas, el virus vacunal debe replicar en el recipiente,
generando una respuesta inmune duradera y no reproduciendo la enfermedad en el animal. En
efecto, las vacunas a virus vivo imitan una infección sub-clínica. Las vacunas a virus vivo derivan
de varias fuentes.
Vacunas producidas a partir de virus atenuados naturalmente.
La primera vacuna generada (vacuna= vaca) fue introducida por Jensen en 1798 para el
control de la viruela humana. Jensen utilizó para su producción al virus de la viruela bovina, un
patógeno natural de los bovinos. Este virus, que generaba lesiones moderadas en los humanos,
estaba antigénicamente relacionado al virus de la viruela humana, confiriendo protección frente a
los cuadros de enfermedad grave en los humanos. El mismo principio ha sido aplicado para otras
enfermedades. Por ejemplo, la protección generada en pollos contra la enfermedad de Marek
utilizando una vacuna derivada de un herpesvirus relacionado (pavos) o la protección generada
en lechones contra la infección de los rotavirus porcinos utilizando una vacuna derivada de un
rotavirus bovino.
Los virus virulentos administrados por una vía antinatural han sido históricamente utilizados
como vacunas en la práctica veterinaria. Por ejemplo, las cepas wild-type (salvajes) del virus de la
laringotraqueítis infecciosa aviar.
Vacunas producidas por atenuación viral mediante pasajes seriados en cultivos celulares.
La mayoría de las vacunas a virus vivo comúnmente utilizadas en la actualidad, derivan de
virus atenuados por una serie de pasajes en cultivos celulares. Las células del cultivo pueden ser
homólogas (más comúnmente) o heterólogas a la especie animal hospedadora original. La
adaptación de los virus a un crecimiento más vigoroso, generado en los cultivos celulares, se
relaciona con una pérdida progresiva de la virulencia del virus en la especie hospedadora. La
pérdida de la virulencia puede demostrarse inicialmente en un modelo de laboratorio (ratones),
antes de ser confirmada mediante ensayos clínicos en la especie de interés. Debido al requisito
práctico que impone que una vacuna no debería ser “demasiado atenuada”, de manera que falle
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en su replicación in vivo, a veces es necesario generar esta vacuna utilizando un virus que
induzca una enfermedad clínica moderada en algunos de los animales experimentales.
Durante los múltiples pasajes en los cultivos celulares, los virus vacunales pueden
acumular numerosas mutaciones puntuales en su genoma, lo cual conduce a la “atenuación” de
la cepa vacunal. En los últimos años, la secuenciación del genoma ha permitido comprender los
mecanismos de atenuación, permitiendo una mejor predicción de la eficacia y seguridad de la
vacuna. En la mayoría de los virus, se han demostrado que existen varios genes que contribuyen
a la virulencia y al tropismo viral. Por ejemplo, se ha demostrado que, a diferencia de las
infecciones sistémicas asociadas con los virus wild-type, los virus vacunales administrados vía
respiratoria, replican sólo en el aparato respiratorio. Otros virus vacunales administrados
oralmente sólo replican específicamente en las células epiteliales intestinales.
A pesar del gran éxito de las vacunas derivadas de virus atenuados, una gran cantidad de
investigaciones están apuntando a sustituir este tipo de vacunas por vacunas racionalmente
diseñadas mediante ingeniería. En estas vacunas diseñadas, las mutaciones asociadas a la
atenuación viral, son conocidas, estables y predecibles.
Vacunas producidas por atenuación viral mediante pasajes seriados en huéspedes
heterólogos.
Los pasajes seriados en animales heterólogos fue una manera clásica de atenuar
empíricamente a los virus, para luego ser utilizados como vacunas. Por ejemplo, el virus de la
peste bovina y el del cólera porcino se adaptaron para crecer en conejos y luego de una serie de
pasajes se atenuaron lo suficiente como para ser utilizados como vacunas. Otros virus sufrieron
pasajes en huevos embrionados de gallinas de un modo similar.
Vacunas producidas por atenuación viral mediante selección de mutantes adaptadas al
frío.
Debido a que se descubrió que los virus mutantes sensibles a la temperatura (capaces
de replicar satisfactoriamente a temperaturas inferiores a la temperatura corporal normal)
reducían su virulencia, fueron propuestos para la elaboración de vacunas vivas (Figura 1).
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Figura 1. Producción de vacunas resortantes con virus mutantes sensibles a la temperatura, capaces de
replicar satisfactoriamente a temperaturas inferiores a la temperatura corporal normal.
Desafortunadamente, los virus vacunales, que poseían más de una mutación, desarrollaron
la capacidad de revertir su virulencia cuando replicaban en los animales vacunados. En
consecuencia, se focalizó la atención en los denominados virus mutantes adaptados al frío,
derivados de aquellos virus que se desarrollaban bajo temperaturas sub-óptimas. La razón
fundamental fue que estos virus mutantes podrían utilizarse para la producción de vacunas
seguras, administradas intranasalmente, y que replicarían correctamente a la baja temperatura en
la que se encuentra la cavidad nasal (aproximadamente 33 ºC, en la mayoría de los mamíferos),
pero no replicarían en el árbol respiratorio ni en los pulmones, donde existen mayores
temperaturas. De estos trabajos resultó una vacuna del virus Influenza adaptado al frío que
contenía mutaciones en casi todos los genes, pero no en aquellos que regulan la reversión de su
virulencia. En 1997, estas vacunas fueron utilizadas para la inmunización de humanos y
actualmente están siendo estudiadas para su utilización en la protección de los caballos contra el
virus de la Influenza equina.
Vacunas con antígenos nativos no replicantes.
Vacunas producidas a partir de viriones completos inactivados.
Las vacunas a virus inactivado se producen a partir de cepas virales virulentas, mediante
agentes físicos o químicos que son utilizados para destruir su infectividad pero manteniendo su
inmunogenicidad. Cuando estas vacunas son desarrolladas apropiadamente, se consideran
seguras, pero es necesario que contengan grandes cantidades de antígeno para provocar una
respuesta humoral comparable con la respuesta alcanzada por la administración de pequeñas
dosis de vacunas a virus atenuado. Generalmente, la vacunación primaria involucra dos o tres
inyecciones y la repetición de la dosis puede ser requerida a ciertos intervalos para mantener la
inmunidad.
Los agentes inactivantes más comúnmente utilizados son formaldehido, β-propiolactona y
etilenimina. Una de las ventajas de utilizar β-propiolactona (agente inactivante utilizado para la
preparación de las vacunas anti-rábicas) y etilenimina (agente inactivante utilizado para la
preparación de las vacunas contra el virus de la fiebre aftosa), es que son completamente
hidrolizados a productos no tóxicos a tan sólo horas de su inoculación. Debido a que los viriones
pueden localizarse en la parte central de los agregados vacunales y pueden estar protegidos de
la inactivación, se recomienda romper estos agregados antes de la inactivación.
Vacunas producidas a partir de proteínas virales nativas purificadas.
Los solventes lípidos, tales como el desoxicolato sódico, son utilizados sobre los virus
envueltos para solubilizar los viriones y liberar sus componentes, incluyendo las glicoproteínas de
la superficie de la envoltura. La centrifugación diferencial es utilizada para purificar parcialmente
estas glicoproteínas, las cuales son luego acondicionadas para utilizarse como vacunas split
(fragmentadas). Algunos ejemplos son las vacunas utilizadas para los virus Influenza,
herpesvirus y coronavirus.
Vacunas producidas a partir de proteínas virales naturalmente purificadas.
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Las primeras vacunas del virus de la hepatitis B humana fueron atípicas ya que se
preparaban a partir de los antígenos de superficie purificados del virus de la hepatitis B obtenidos
de la sangre de humanos infectados de manera crónica. No existen ejemplos de este tipo de
vacunas en medicina veterinaria. Una vez que se ha identificado a la proteína viral que confiere
protección, el gen (ADN) que codifica para esa proteína puede ser clonado en una gran variedad
de plasmidos de expresión y luego expresarse en varios tipos de sistemas celulares.
Vacunas producidas por tecnologías del ADN recombinante y otras tecnologías.
El ADN recombinante, o ADN recombinado, es una molécula de
ADN artificial formada de manera deliberada in vitro por la unión de
secuencias de ADN provenientes de dos organismos de especies
diferentes que normalmente no se encuentran juntos. Al introducirse este
ADN recombinante en un organismo, se produce una modificación
genética que permite la adición de un nuevo ADN al organismo,
conllevando a la modificación de rasgos existentes o la expresión de
nuevos rasgos. La producción de una proteína no presente en un
organismo determinado y producidas a partir de ADN recombinante, se
llaman proteínas recombinantes.
El ADN recombinante es resultado del uso de diversas técnicas
que los biólogos moleculares utilizan para manipular las moléculas de
ADN y difiere de la recombinación genética en que este proceso ocurre
sin intervención dentro de la célula. El proceso consiste en tomar una
molécula de ADN de un organismo, sea virus, planta o una bacteria,
manipularla en el laboratorio e introducirla de nuevo dentro de otro
organismo. Esto se puede hacer para estudiar la expresión de un gen,
para producir proteínas en el tratamiento de una enfermedad genética,
vacunas o con fines económicos y científicos.
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Vacunas producidas por atenuación viral mediante deleción genética o mutagénesis
dirigida.
El problema de la retromutación (es decir, una mutación por la cual el virus vacunal
recupera su virulencia) puede ser eludido mediante la deleción completa de genes no esenciales
que contribuyen a la virulencia (Figura 2).
Figura 2. Vacunas de nueva generación producidas mediante tecnología del ADN recombinante.
Los grandes virus ADN, particularmente, poseen un número importante de genes que no
son esenciales para su replicación en los cultivos celulares. La “cirugía genética” se utiliza para
construir mutantes delecionados que son estables luego de varios pasajes. Varias vacunas
contra los herpesvirus han sido construidas utilizando esta estrategia, uno de ellas (vacuna contra
el virus de la pseudorabia porcina) es producida utilizando tecnologías del ADN recombinante.
Con la aplicación de este tipo de tecnologías se ha logrado delecionar el gen timidina-kinasa (TK),
generando una vacuna ampliamente utilizada entre los cerdos. Otras vacunas contra el virus de la
pseudorabia han sido desarrolladas a partir de estos virus mutantes TK negativos y en ellas se ha
delecionado además uno o más genes codificantes para glicoproteínas (gE, gB o gG). Las
glicoproteínas delecionadas pueden ser utilizadas como antígenos de captura en las pruebas tipo
ELISA, de manera que los cerdos vacunados y no infectados serían negativos a esta prueba de
ELISA, permitiendo distinguir los cerdos infectados naturalmente. Con este tipo de vacunas, los
programas de erradicación de la enfermedad pueden desarrollarse en paralelo con los programas
de vacunación.
La mutagénesis dirigida permite la introducción de sustituciones de nucleótidos
determinados y seleccionados en el genoma viral. Mientras más información se genere acerca de
los genes que tienen influencia en la virulencia e inmunogenicidad, se lograrán mayores
posibilidades de modificar estos genes. Además, las inserciones significativas o los cambios en
las secuencias nucelotídicas pueden detectarse fácilmente. En consecuencia, muy pronto las
instituciones que autorizan las vacunas (Organización Mundial de la Salud –OMS-, Organización
de Agricultura y Alimentos –FAO- y la Oficina Internacional de Epizootias –OIE-), demandarán la
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generación de vacunas definidas genéticamente, es decir, vacunas cuyo genoma viral se
encuentra complemente secuenciado y definido.
Vacunas producidas por expresión de proteínas virales en células eucariotas o
procariotas.
La tecnología del ADN recombinante permite producir una gran cantidad de proteínas
virales que pueden ser purificadas y utilizadas para la formulación de vacunas (Figura 3).
Figura 3. Vacunas de nueva generación producidas mediante tecnología del ADN recombinante.
Una vez que se identifica la proteína viral que confiere protección, el gen que codifica para
esta proteína puede ser clonado en una amplia variedad de plásmidos de expresión y expresar
esta proteína en cualquier sistema celular. Si el virus es ARN, se debe generar una copia sintética
(en el laboratorio) de ADN, denominado ADNc y este tipo de ADN es clonado en el plásmido de
expresión.
Si la proteína viral inmunogénica de interés es glicosilada, deben utilizarse como sistema
celular de expresión a las células eucariotas para que la proteína expresada sea glicosilada y
producida celularmente con una conformación apropiada.
Los sistemas de expresión eucariotas incluyen células de levaduras (Saccharomyces
cerevisiae), células de insectos (Spodoptera frugiperda) y varias células obtenidas de mamíferos.
La producción de proteínas virales en levaduras tiene la ventaja de ser un método ampliamente
utilizado a escala de producción industrial (Figura 4).
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Figura 4. Producción de proteínas virales en levaduras.
La producción de proteínas virales en células de insectos es una tecnología simple,
derivada de la industria de la seda. Los cultivos de células del gusano de seda (Spodoptera
frugiperda) pueden expresar una gran cantidad de proteínas virales, mediante la infección de
estas células con baculovirus que transportan los genes a expresar del virus de interés.
Las células de mamíferos ofrecen como ventaja, sobre los otros tipos celulares, que ellas
poseen toda la maquinaria necesaria para el correcto procesamiento post-traduccional de las
proteínas virales (glicosilación y secreción de proteínas).
Vacunas producidas por expresión de proteínas virales que sufren auto-ensamblaje en
pseudo- partículas virales.
Los genes que codifican para proteínas que participan en la producción y ensamblaje de
las cápsides virales de ciertos virus desnudos de simetría icosaédrica, pueden ser clonados y
expresados, resultando en la generación de proteínas de ensamblaje que participan en la
formación de partículas virales artificiales (pseudo-partículas virales o VLPs). Las VLPs son
similares a partículas virales vacías que carecen ácidos nucleicos. Las VLPs, además, tienen
características similares a los virus utilizados en la producción de vacunas inactivadas, salvo que
se ha omitido el posible daño químico al epitopo antigénico durante la inactivación del virus. Estas
VLPs pueden ser utilizadas como vacunas y son muy seguras (Figura 5).
1) Genes codificantes
para
proteínas
que
participan
en
el
ensamblaje
de
las
cápsides virales.
2) Inserción del esos
genes en el ADN de
vector
celular
de
expresión.
Pseudo-partículas
virales o VLPs
3)
Expresión
de
las
proteínas que participan en
el ensamblaje de las
cápsides virales.
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Figura 5. Generación de proteínas de ensamblaje que participan en la formación de partículas virales
artificiales (pseudo-partículas virales o VLPs).
Los virus que han sido manipulados para la generación de VLPs y utilizados en la producción de
vacunas con un alto poder inmunogénico son: picornavirus, calicivirus, rotavirus y orbivirus.
Sorprendentemente, estas vacunas VLPs no se utilizan comercialmente. Esto, quizás, se debe a
los elevados costos de producción y a la menor eficacia inmunitaria comparada con las vacunas
ya existentes.
Vacunas que utilizan bacterias como vectores para la expresión de proteínas virales.
La tecnología del ADN recombinante permite la expresión de epitopos virales sobre la
superficie de bacterias que infectan directamente al hospedador. La producción de estos epitopos
virales se logra insertando el ADN que codifica para el epitopo viral antigénico en una región del
genoma de la bacteria que codifica para una proteína de superficie. Siempre y cuando la
estructura proteica viral no interfiera con el transporte, estabilidad o función de la proteína
bacteriana de superficie, esta bacteria será capaz de multiplicarse y presentar el epitopo viral al
sistema inmune del hospedador. Las bacterias intestinales, que pueden multiplicarse
naturalmente en el tracto digestivo, pueden ser utilizadas como vector de expresión para la
presentación de los epitopos de virus entéricos patógenos a los linfocitos presentes en el tejido
linfoide asociado al intestino. Estas vacunas aún se encuentran en desarrollo, pero se han
empleado exitosamente cepas atenuadas de E. coli, Salmonella spp y Mycobacteria spp para la
inmunización contra virus entéricos y/o para la estimulación preferencial de la inmunidad de
mucosas.
Vacunas que utilizan virus como vectores para la expresión de proteínas virales.
La tecnología del ADN recombinante permite que cualquier gen extraño pueda ser
introducido en el genoma viral y el producto de este gen extraño sea transportado y expresado en
una célula hospedadora. Este método es utilizado en medicina veterinaria e involucra el uso de
virus como vectores para transportar genes que codifican para antígenos protectivos contra otros
virus (Figura 6).
Figura 6. Virus utilizados como vectores de genes codificantes para antígenos virales capaces de inducir
una respuesta inmune en el animal inoculado.
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Este concepto que se utiliza para la producción de vacunas contra enfermedades virales,
involucra la inserción de un gen codificante para un antígeno (capaz de generar una respuesta
protectiva en el hospedador) extraído de un virus patógeno en el genoma de un virus avirulento.
Este virus avirulento modificado es administrado como un vector a virus vivo. Las células en las
cuales este vector viral replica in vivo, expresarán la proteína extraña y el animal montará una
respuesta humoral y celular frente a esta proteína.
El gen que codifica para un antígeno de superficie (HBsAg) del virus de la hepatitis B
humana fue ligado a un gen no esencial extraído del virus vaccinia. Este gen “modificado” fue
insertado en un plásmido bacteriano. Las células de mamíferos infectadas con el virus vaccinia
fueron luego transfectadas con este plásmido, el cual por recombinación homologa, produjo un
virus vaccinia que transporta el antígeno de superficie HBsAg (virus vector). Este virus
recombinante fue utilizado como vacuna contra el virus de la hepatitis B (Figura 7).
Antígeno de
superficie (HBsAg)
Virus vector
(virus vaccinia)
Gen
HBsAg
Vacuna con el virus
vectorial
HBsAg
Virus vector
(virus vaccinia) expresando
antígenos de superficie del virus
de la hepatitis B
Virus de la hepatitis
B
Figura 7. Producción de vacunas que utilizan virus ADN (virus vaccinia) como vectores para la expresión
de proteínas virales.
Los genes que codifican para muchos antígenos de una gran variedad de virus han sido
incorporados en el genoma del virus vaccinia y la vacunación de los animales con esta vacuna
recombinante vectorial logra generar una buena respuesta humoral. Por ejemplo, la vacuna
antirrábica generada por la incorporación de antígenos del virus de la rabia en un vector viral
(virus vaccinia) ha sido demostrado que protege a los zorros cuando son incorporados en
carnadas ingeridas oralmente. Debido al gran tamaño del genoma de los virus vaccinia pueden
introducirse al menos una docena de genes exógenos y ellos pueden ser satisfactoriamente
empaquetados dentro del virión y de esta manera es posible construir un vector viral capaz de
proteger frente a diversas enfermedades virales. Recientemente, una gran cantidad de
investigaciones sugieren que los adenovirus, herpesvirus y parvovirus tienen una gran utilidad
como vectores virales.
Vacunas con péptidos sintéticos
Muchas técnicas han sido desarrolladas para localizar y definir epitopos sobre las proteínas
virales y es posible sintetizar péptidos químicamente similares a estos determinantes antigénicos
(Figura 8).
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Figura 8. Vacunas de nueva generación producidas mediante tecnología del ADN recombinante.
Se ha demostrado que tales péptidos sintéticos generan anticuerpos neutralizantes contra
el virus de la fiebre aftosa, el virus de la rabia y otros virus patógenos, pero en general esta
tecnología ha generado muchas decepciones. Esto puede deberse a que la mayoría de los
epitopos que generan una inmunidad humoral aceptable tienen una conformación definida. Los
epitopos no están formados por matrices lineales de aminoácidos, sino por el ensamblaje de
aminoácidos que se ponen en estrecha aposición por el plegamiento de las cadenas
polipeptídicas. Un estimulo antigénico protectivo requiere que se conserve la forma tridimensional
que tiene el epitopo en la molécula proteica original o en la partícula viral. Debido a que los
péptidos sintéticos carecen de una conformación terciaria o cuaternaria, la mayoría de los
anticuerpos producidos contra ellos son incapaces de unir viriones, por lo tanto los títulos de
anticuerpos neutralizantes generados son menores a los producidos por una vacuna con virus
inactivado o con proteínas antigénicas intactas purificadas.
Por el contrario, los epitopos reconocidos por los linfocitos T suelen ser péptidos cortos
lineales (unidos a los CMH). Algunos de estos epitopos reconocidos por las células T, se
conservan entre las cepas virales y por lo tanto generan una respuesta cruzada de las células T.
Por todo esto, las investigaciones se han concentrado en la generación de heteropolimeros
artificiales de epitopos de células T y células B, quizás asociados a péptidos que faciliten la fusión
viral con la membrana celular y que garantice su incorporación en la célula. Las vacunas basadas
en péptidos han resultado prometedoras en la generación de inmunidad protectiva frente a las
infecciones provocadas por el parvovirus canino o el virus de la fiebre aftosa.
Vacunas que utilizan anticuerpos anti-idiotipos.
El sitio de unión al antígeno de un anticuerpo producido por los linfocitos B contiene una
secuencia única de aminoácidos conocida como determinante idiotipico o idiotipo (Figura 9).
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Péptido antigénico
Cadena
H
FRACCIÓN ab
DE UN
ANTICUERPO
Determinante
idiotípico
Cadena
L
Figura 9. Determinante idiotipico en un anticuerpo.
Dado que los anticuerpos anti-idiotipos son capaces de unirse al idiotipo de una manera
similar a como se une el epitopo, los anticuerpos anti-idiotipos imitan la conformación de ese
epitopo de manera que un anticuerpo monoclonal neutralizante dirigido contra un anticuerpo antiidiotipo para un virus determinado puede ser utilizado como una vacuna. Los anticuerpos antiidiotipo dirigidos contra anticuerpos generados para el antígeno de la cápside de los reovirus
generan una respuesta de anticuerpos antivirales luego de su inoculación en animales (Figura
10).
ANTICUERPO ANTI-IDIOTIPO
Utilización de un anticuerpo anti-idiotipo como
vacuna inyectable.
Anticuerpo antiidiotipo
Virus neutralizado unido
al anticuerpo
Anticuerpo antianticuerpo antiidiotipo
Anticuerpos antianticuerpos anti-idiotipos
Anticuerpo antianticuerpo antiidiotipo.
Anticuerpo antianticuerpo antiidiotipo.
Figura 10. Producción de anticuerpos anti-idiotipos
Vacunas que utilizan ADN viral.
Quizás la más revolucionarias de las innovaciones en la producción de vacunas desde que
emergió la tecnología del ADN recombínate ha sido la posibilidad de utilizar el propio ADN viral
como una vacuna (Figura 11).
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Figura 11. Vacunas de nueva generación producidas mediante tecnología del ADN recombinante.
A comienzos de los 90, se demostró que al inocular el plásmido que transportaba el gen
codificante para la β-galactosidasa, en el musculo esquelético de un ratón, se pudo expresar esta
enzima luego de 60 días post-inoculación. Desde estas primeras investigaciones, se ha producido
un creciente interés por el desarrollo de las vacunas de ADN.
En 1960, se demostró que la inoculación intradérmica de ADN extraído del papilomavirus
del conejo produjo un papiloma cutáneo, en el sitio de inoculación en un conejo. Posteriormente,
se demostró que el ADN o ARN viral al ser transfectado en una célula puede generar un ciclo viral
completo. En principio, la técnica es relativamente simple, ya que se elimina el paso de
construcción de un vector viral o bacteriano. Los plásmidos recombinantes se construyen con
genes capaces de expresar los antígenos virales. El ADN inserto en el plásmido transfecta a las
células. La proteína expresada genera una respuesta inmune frente a un virus infeccioso en
particular. Asi se pueden detectar tanto respuestas inmunes celulares como humorales.
Las vacunas de ADN están formadas por un plásmido de E. coli que posee una secuencia
promotora. El gen de interés es clonado en este sitio que posee además una secuencia de
terminación transcripcional poliadenilada y un marcador de selección (resistencia a la ampicilina)
(Figura 12).
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Sitio 1 para
enzimas de
restricción
Región para la
inserción de
genes
Promotor
Sitio 2 para
enzimas de
restricción
Sitio
poliadenilado
Marcador de selección
Figura 12. Plásmido construido para su uso como vacuna de ADN.
Este plásmido es habitualmente amplificado en E. coli, purificado, suspendido en un buffer
salino e inyectado en el huésped. Las células en el sitio de inyección son transfectadas por el
plásmido, el ADN es transportado al núcleo donde se traducen las proteínas de interés. La
inmunización intramuscular es la vía más efectiva (Figura 13).
Plásmido
construido
Material
genético
viral
ADN del
virus
Plásmido
vacío
Vacuna
de ADN
Figura 13. Inmunización intramuscular con vacunas de ADN.
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Al principio se pensaba que los miocitos eran transfectados y responsables de la
producción de la proteína antigénica, así como también que ellos actuaban como células
presentadoras del antígeno. Actualmente se considera que se requirieren de células
presentadoras de antígeno profesionales, originadas en la médula ósea. Estas células infiltran el
sitio de inoculación, toman el antígeno y lo transportan a los linfonódulos regionales.
Las ventajas de las vacunas ADN son: pureza, estabilidad fisicoquímica, simplicidad, un
costo relativamente bajo de producción, la incorporación de múltiples antígenos virales en un solo
plásmido y la expresión de los antígenos en su forma nativa, facilitando su procesamiento y
presentación al sistema inmune. Pueden administrarse repetidas aplicaciones de vacunas ADN
sin generar interferencia y se disparan tanto respuestas humorales como celulares. Otro aspecto
interesante de la inmunización con ADN es que puede inducir inmunidad aún en presencia de
anticuerpos maternales.
Entre las principales desventajas de las vacunas ADN se destaca el destino del ADN
extraño manipulado por ingeniería genética. Se ha enunciado una posible integración con el ADN
cromosomal, que conduciría a mutaciones o a la activación de oncogenes, la inducción de
enfermedades autoinmunes por la generación de anticuerpos anti-ADN y la inducción de
tolerancia debido a la expresión exagerada del antígeno.
La Tabla 1 resume las principales ventajas y limitaciones de las vacunas a virus vivo, a virus
inactivado y con ADN.
Tabla 1. Principales ventajas y limitaciones de las vacunas atenuadas, inactivadas y de ADN.
PROPIEDAD
VACUNA A
VIRUS VIVO
ATENUADO
VACUNA A
VIRUS MUERTO
INACTIVADO
VACUNA ADN
Inyectable,
inhalatoria, oral
Inyectable
Inyectable
Baja
Alta
Ninguno
Una sóla,
generalmente
Múltiples
Una sóla,
generalmente
Necesidad de
adyuvante
No
Si
No
Duración de la
inmunidad
Muchos años
Generalmente un
año o menos
Muchos años
IgG
IgG
IgG
Vía de
administración
Cantidad
de
virus en una
dosis vacunal
Numero
dosis
Respuesta
humoral
de
IgA (si la ruta de
inoculación es a
través de una
UNIVERSIDAD JUAN AGUSTÍN MAZA
FACULTAD DE CIENCIAS VETERINARIAS Y AMBIENTALES
CÁTEDRA DE VIROLOGÍA Y MICOLOGÍA VETERINARIA
mucosa)
Inmunidad
mediada por
células
Buena
Generalmente
escasa
Buena
Labilidad frente
al calor
Si, para la
mayoría de los
virus
Normalmente no
son termolábiles
No
Interferencia
por anticuerpos
previos
Sí
Normalmente, no.
Aparentemente,
no.
Efectos
secundarios
Ocasionalmente
algunos locales
o sistémicos
Ocasionalmente
algunos locales
Desconocidos
A menudo no se
recomienda,
pero
comúnmente se
hace
Si
Si
Uso en
hembras
gestantes
Raramente
No
No
Bajos
Altos
Altos
Reversión de la
virulencia
Costos
BIBLIOGRAFÍA:
 Murphy FA, Gibbs EP, Horzinek MC, Studdert MJ. (1999). Veterinary Virology. Third
Edition, Elsevier Ed., U.S.A. Traducción realizada por el Dr. Cs. Vet. Diego Grilli (Octubre,
2013).