Vacunas de nueva generación.
Los avances en el conocimiento de la respuesta inmune y en las técnicas de biología molecular conseguidos en los últimos años, han permitido identificar, en un gran número de agentes infecciosos, las proteínas de interés inmunológico y expresarlas en diferentes vectores de amplificación; o bien eliminar aquellas proteínas que no representan interés inmunológico y/o puedan estar relacionadas con la virulencia. De esta manera, se han desarrollado nuevas vacunas que no están formadas por el agente infeccioso completo, y que permiten, entre otras ventajas, la diferenciación serológica de los animales vacunados frente a los enfermos.

Gracias al actual conocimiento de la respuesta inmune frente a los agentes infecciosos, y al desarrollo de diferentes técnicas de ingeniería genética, se están diseñando nuevas vacunas que permitirán resolver los problemas actualmente existentes con la utilización de las vacunas convencionales.

¿Qué son estas nuevas vacunas?

Vacunas de nueva generación.

La estrategia para la obtención de estas nuevas vacunas se basa en la identificación de la proteína o proteínas de un agente infeccioso capaces de inducir una respuesta inmune protectiva de forma semejante a la que induciría el agente infeccioso completo; o bien, en la identificación de aquellas proteínas que no tienen interés ni inmunológico ni replicativo, o que pudieran estar relacionadas con la virulencia y por tanto no necesarias. De esta manera y mediante técnicas de ingeniería genética, se pueden seleccionar los genes correspondientes clonarlos y expresarlos en diferentes vectores o eliminarlos mediante una delección selectiva. Una variante de este sistema sería, una vez identificada la proteína de interés inmunológico, la obtención de la proteína o proteínas por síntesis proteica. 

Otra característica importante en la estrategia de obtención de estas nuevas vacunas es la posibilidad de incorporar, además de las proteínas de interés inmunológico, otras secuencias de otros antígenos que puedan aumentar la estimulación de los linfocitos B y Linfocitos T, e incluso la liberación de citoquinas. De esta manera se podría mejorar la presentación de los antígenos al sistema inmune.

¿Cuántos tipos conocemos?

En base a las diferentes metodologías utilizadas (recombinación, delección génica) o al tipo de producto obtenido (proteínas inactivas, vacunas atenuadas-deleccionadas, recombinantes) se pueden clasificar las vacunas de nueva generación, en los siguientes grupos:

CLASIFICACIÓN DE LAS VACUNAS
DE NUEVA GENERACIÓN PORCINAS
PROTEÍNAS INACTIVADAS:
Vacunas de subunidades :
Fiebre aftosa
Peste porcina clásica
Parvovirus porcino (experimental)
Vacunas de proteínas sintéticas:
Fiebre aftosa
VACUNAS VIVAS DELECCIONADAS:
Enfermedad de Aujeszky
RECOMBINATES VIVOS
Sólo Experimental
VACUNAS DE ADN
Sólo Experimental

PROTEÍNAS INACTIVADAS.

Vacunas de subunidades.

Las técnicas moleculares más utilizadas para la obtención de grandes cantidades de proteínas antigénicas en la actualidad son:

La técnica de ADN recombinante: Vacuna de subunidades.
La producción de proteínas sintéticas: Vacunas sintéticas.

Técnica del ADN recombienante

Una vez conocida el fragmento de ADN y su secuencia, la proteína de interés inmunológico, se aísla el fragmento de ADN (1), y se inserta en un plásmido (2). Este plásmido se introduce en un vector de expresión (E. coli, Baculovirus) (3). Algunos aceptarán el gen y producirán el recombinante (4). Otros, la mayoría, no (5)

La técnica de ADN recombinante.  

Esta técnica se basa en la producción de una proteína o proteínas de un agente infeccioso sin necesidad del propio microorganismo, mediante técnicas de ingeniería genética que fragmentan el ADN correspondiente, y lo expresan en diferentes vectores de expresión "in vitro". Así, se producen grandes cantidades de una única proteína (subunidad) o de varias proteínas de un agente infeccioso, que pueden ser utilizadas como vacuna de subunidades. Los pasos de esta metodología son los siguientes:

Una vez identificada la proteína/s de interés inmunológico de un determinado agente causal y su secuencia, se puede aislar el fragmento de ADN que codifica la mencionada proteína e insertarlo en un plásmido que hace de vector de transferencia (el tipo de plásmido utilizado dependerá del tipo de vector de expresión) y este a su vez en el vector de expresión

Algunos de estos vectores de expresión aceptarán el nuevo gen y producirán la proteína que codifica. Mediante diferentes sistemas de marcaje se podrá diferenciar el vector que expresa el nuevo gen del que no lo ha incorporado. 

PROTEÍNAS INACTIVADAS.

Virus like particle (VPL)

Microscopia electrónica de la estructura de un VLP ("virus like particles") de varias proteínas del virus de la "lengua azul" . Cortesia de P. Roy.

Los vectores de expresión mas utilizados son las bacterias, fundamentalmente el E. coli, las levaduras y sobre todo los baculovirus. Las bacterias presentan problemas para glicosilar adecuadamente los polipéptidos producidos, por lo que normalmente, las proteínas obtenidas, presentan menor capacidad inmunogénica.

Últimamente, se está utilizando mucho el baculovirus en la producción de vacunas de subunidades, debido a su enorme capacidad de expresión. El baculovirus es un virus de insectos que se puede replicar en líneas celulares estables de insecto y cuyo promotor de expresión es el gen de la polihidrina. Este gen supone aproximadamente el 60% de las proteínas totales del baculovirus y puede ser sustituido por genes foráneos.

VECTORES DE EXPRESIÓN
MÁS UTILIZADOS
BACTERIAS: Escherichia coli
LEVADURAS.
BACULOVIRUS.

Mediante este sistema, se han producido y expresado proteínas en las células de insecto frente a varios virus animales como: la lengua azul, el parvovirus porcino y canino, Peste porcina clásica y el virus de la Peste equina africana. Incluso se han logrado expresar varias proteínas a la vez en forma semejante a del virión ("Virus like particles VLP" o partículas que parecen virus,) como es el caso de la "lengua azul", produciéndose un producto de gran capacidad inmunogénica.

Lesión de Fiebre Aftosa.

Lesiones ocasionadas por el virus de la Fiebre Aftosa en el cedo.

Mediante la técnica de ADN recombinante se consiguió la primera vacuna de subunidades frente al virus de la Fiebre aftosa (VFA) a mediados de los años 80. Se clonó y expresó el gen de la proteína VP1 del VFA en el E. Coli, produciéndose gran cantidad de VP 

Lamentablemente, la
respuesta inmunitaria obtenida con esta vacuna de subunidades fue muy inferior a la obtenida con la vacuna inactivada convencional. Para conseguir una reacción inmune similar a la vacuna convencional se requería aproximadamente de 1000 veces mas cantidad de VP 1.

Recientemente, se ha desarrollado una vacuna de subunidades frente al virus de la Peste porcina clásica (VPPC), formada exclusivamente por la glicoproteína E 2. Esta proteína induce inmunidad y protección, a nivel experimental contra el VPPC virulento. El gen de la proteína E 2 ha sido clonado y expresado mediante un sistema de baculovirus. La proteína así producida e inoculada en cerdos experimentales ha producido anticuerpos neutralizantes capaces de proteger la infección con el virus virulento.

Producción de proteínas sintéticas

Proteína sintética.

Vacunas sintéticas. Si se logra identificar en la compleja estructura de una proteína los epítopes o determinantes antigénicos de interés inmunológico, como ha ocurrido con la proteína VP 1 del virus de la Fiebre aftosa, en la que se conoce que entre los aminoácidos 140 y 160 se encuentra el epítope para la inducción de los anticuerpos neutralizantes, se puede reproducir su secuencia mediante la síntesis química y realizar un péptido de síntesis idéntico al del virus, lo que se denomina una vacuna sintética. Lamentablemente, los niveles de protección conseguidos, en el caso de la Fiebre aftosa, con la proteína sintética no han superado el 50% de los animales. 

La causa de esta falta de inmunidad protectiva parece deberse a que el epítope situado entre los aminoácidos 140 y 160 es eficazmente reconocido por los linfocitos B, pero no por los linfocitos T que no lo reconocen bien. En la actualidad, se esta trabajando en la identificación de epítopos que pudieran estimular eficazmente a los linfocitos T para incluirlos en una futura vacuna.