Desde los trabajos de Louis Pasteur hasta la actualidad, han sido muchas las vacunas que, frente a diferentes enfermedades de origen bacteriano y vírico, se han desarrollado utilizando diferentes métodos, tanto para atenuar la virulencia de los agentes infecciosos y seleccionar cepas no virulentas, como mediante la inactivación total de los mismos, para la producción de vacunas muertas.

¿Qué es una vacuna atenuada?

Una vacuna atenuada consiste en utilizar un agente infeccioso (vacunas monovalentes) o varios (vacunas polivalentes) vivo/os y homólogo/s al que produce la enfermedad, pero cuya virulencia haya sido atenuada, de manera que sin producir ninguna lesión secundaria al animal, induzca inmunidad duradera frente al agente homólogo virulento. 

Generalmente, este tipo de vacunas se realizan a partir, o bien de cepas homologas a las virulentas, pero que se han atenuado de forma natural, o bien a partir de aislados virulentos, a los que mediante métodos de atenuación se consiguen atenuar de forma estable.

El sistema de atenuación más utilizado en la actualidad, se basa en realizar un gran numero de pases o replicaciones del virus o bacteria virulento en líneas celulares (virus) o medios de cultivo (bacterias), de tal manera que los microorganismos pierdan virulencia, no produzca ningún tipo de lesión en el animal, pero sigan teniendo la capacidad de replicarse o multiplicarse lo suficiente para que el sistema inmune pueda procesarlo. 

La mayoría de los virus se cultivan en líneas celulares estables. Estas células generalmente se adhieren a la superficie de los frascos de cultivo (algunas líneas celulares están en suspensión) donde posteriormente serán infectadas con el inóculo viral para la producción de gran número de partículas vírales.

El principal problema de este tipo de vacunas es que la atenuación no sea estable y pueda revertir a las formas virulentas. La estabilidad de la atenuación es el factor más crítico en estas vacunas.  

Otro aspecto crítico de estas vacunas es, que al estar formada por microorganismos vivos, necesitan mantenerse en cadena de frío permanentemente, para evitar que el microorganismo muera parcial o totalmente. 

Cultivo de virus en huevos embrionados. Algunos virus no se pueden cultivar en líneas celulares y se replican en huevos de ave.

En general, las vacunas vivas atenuadas inducen una respuesta

inmune superior a las vacunas inactivadas o muertas, esto en el caso de los virus, se debe a que al infectar las células huésped se inducen todos los mecanismos inmunitarios, tanto de presentación antigénica ligados a linfocitos CD4+ y al SLA II, como de activación citotóxica ligados a linfocitos CD 8+ y el SLA I, así como la liberación de diversas citoquinas. 

¿Qué es una vacuna muerta o inactivada?

Las vacunas muertas o inactivadas están formadas por el o los microorganismos completos pero inactivado por algún método físico o químico. Estas vacunas, presentan como principales ventajas, frente a las vacunas atenuadas, su estabilidad y seguridad, así como su conservación. Sin embargo, suelen inducir una respuesta inmunitaria menor que las vacunas atenuadas, fundamentalmente ligada a linfocitos CD 4+ con producción de anticuerpos.

Los métodos para llevar a cabo la inactivación de los antígenos vacunales más utilizados en la actualidad, están basados en tratamientos químicos o físicos que no produzcan modificaciones en las proteínas que puedan alterar la respuesta inmune. Los más utilizados hoy día son: el formaldehído y los agentes quelantes tales como: óxido de etileno, propiolactona, etilenoimina, etc. Estos agentes, producen uniones cruzadas en las cadenas de los ácidos nucleicos, inactivando al microorganismo pero no alterando sus proteínas. Las vacunas inactivadas o muertas también se han producido a partir de exotoxinas bacterianas inactivadas, como es el caso del tétanos con notable éxito.

La superficie para cultivar células se puede incrementar mucho más utilizando los microcarries. Son unas partículas que permiten que millones de células puedan adherirse y crecer sobre ellas. De esta manera se multiplica  por "n" veces la superficie para cultivar células.

Vista parcial de una unidad de centrifugación industrial de bacterias para la producción de vacunas bacterianas.

¿Qué son los adyuvantes?

A principios del siglo pasado se observo que diferentes sales unidas al material antigénico, inducían un aumento de la producción de anticuerpos y de la memoria de la respuesta inmune, en los animales que eran vacunados con esas mezclas. Estas sustancias, denominadas adyuvantes, actúan fundamentalmente favoreciendo la presentación de los antígenos al sistema inmune, mediante el secuestro de los antígenos vacunales y la posterior liberación de manera lenta y prolongada, así como produciendo una ligera inflamación que activa la atracción de las células presentadoras y por tanto favoreciendo la quimiotaxis.

Los adyuvantes más utilizados al principio fueron las sales de aluminio (hidróxido de aluminio o fosfato de aluminio), que cuando se unen al antígeno e inoculan en un animal producen un ligero granuloma que favorece la lenta eliminación del antígeno (estimulación antigénica más duradera) y la atracción de las células presentadoras por lo que aumentaba la capacidad de la respuesta inmune. El hidróxido de aluminio todavía es utilizado en la especie porcina, sobre todo para antígenos altamente inmunogénicos, como en la vacuna de parvovirus. Otras formas de adyuvantes, son la mezcla del antígeno en una emulsión de agua y aceites minerales, conocida como adyuvante incompleto de Freund (el adyuvante completo además está compuesto por Mycobacterium tuberculoso muerto). El efecto de este adyuvante es similar al anterior, induciendo una reacción inflamatoria con atracción de células presentadoras. Este tipo de adyuvante son también utilizados en la especie porcina, sobre todo con antígenos de baja capacidad inmunogénica como el virus de la fiebre aftosa o la influenza porcina. 

Más recientemente se van incorporando otro tipo de adyuvantes como el Carbomer, las saponinas (Quil A), aunque esta última, dado su carácter destructivo, no se utiliza con frecuencia. Los denominados "immune stimulating complexes" más conocidos como ISCOMS, presentan una buena acción estimulante sin efectos secundarios, pero su utilización comercial es muy reducida. Por último, la asociación de antígenos vacunales, adyuvantes convencionales o no y algunas citoquinas como la IL 2 o el interferón, se están cada día estudiando más por su potencial de estimulación antigénico y probablemente serán en un futuro cada vez más utilizados.