La microbiología ha dado un giro helicoidal en la última parte del siglo XX. Usando enzimas de origen bacteriana para segmentar al material genético de levaduras, bacterias y virus, los científicos han podido determinar las secuencias genéticas de genes específicos. De hecho, se ha llegado a conocer la secuencia de muchos microbios usando estas técnicas modernas. La caracterización de genes específicos ha resultado en la identificación de la acción específica de los productos de los genes, tales como la virulencia, patogenicidad, inmunidad

mediada por células, restricciones del huésped e inducción de inmunidad humoral. Una vez que el material genético se rompa en pequeños fragmentos, puede ser suprimido de ese organismo o recombinado en organismos extraños.

   Estas técnicas y este conocimiento recién adquirido permiten a los microorganismos ser modificados y producir una respuesta inmunológica deseable sin los efectos adversos que puedan afectar la salud o la eficiencia productiva del animal vacunado. Las vacunas recombinantes resultantes han sido clasificadas en tres grupos por el USDA.

   Las vacunas recombinantes de tipo I (subunidad) se derivan de organismos recombinantes (los que pueden ser una levadura, una bacteria o un virus) en los que se ha insertado un gen extraño de un patógeno específico. El organismo recombinante que transporta al gen insertado se multiplica; y el producto del gen es cosechado, purificado y administrado como una vacuna. La vacuna de subunidad más exitosa en la medicina veterinaria es una vacuna recombinante contra la enfermedad de Lyme. Un sólo gen (que codifica la proteína A de la superficie externa [OspA]) obtenido de la Borrelia burgdorferi patogénica (el agente causal de la enfermedad de Lyme) se aísla v se inserta en la Escherichia coli. Se propaga la E. coli y la proteína de subunidad se purifica y se prepara para ser administrada a los perros.

   Esta proteína se encuentra en la superficie externa de las espiroquetas y cuando es presentada al sistema inmunológico del animal vacunado provoca una respuesta humoral protectora específica, sin ninguno de los efectos adversos que se han presentado en vacunas que contienen la espiroqueta muerta.

La Figura 1 demuestra el desarrollo y producción de la vacuna recombinante contra la enfermedad de Lyme de la Merial. Este ciclo es similar a los que se usaron en la producción de un número de vacunas de subunidad humanas. Esta vacuna recombinante contra la enfermedad de Lyme se encuentra actualmente en las últimas fases de las pruebas de eficacia en humanos.

   Las vacunas recombinantes de tipo II (de gen deletado) siguen un modelo que ocurre en el laboratorio cuando los organismos son atenuados a través del crecimiento bajo condiciones consideradas poco ideales tales como temperatura variable, pasajes múltiples y medios artificiales o huéspedes restringidos. La atenuación del organismo ocurre bajo estas condiciones ya que algunos genes son alterados y como consecuencia ya no son expresados. Con las técnicas modernas de manipulación genética, genes específicos como los asociados con la virulencia o patogenicidad, pueden ser deletados de un organismo patógeno. La deleción provoca que el organismo tenga menos probabilidad de causar enfermedad mientras que retiene su habilidad de estimular la inmunidad protectora. Las vacunas con genes deletados empleadas para controlar la seudorrabia no contienen los genes específicos asociados con la inducción de anticuerpos específicos, que permite que las personas encargadas de la erradicación de enfermedades puedan diferenciar entre los animales que fueron vacunados (y por lo tanto protegidos) de aquéllos infectados con el virus patogénico virulento.

   Las vacunas recombinantes de tipo III (vectoriales) consisten de organismos no patogénicos o de gen deletado en el que se inserta un material genético específico de un patógeno con el propósito claro de estimular una respuesta inmunológica protectora cuando el vector es administrado al animal vacunado. Esta recombinación toma lugar in vitro durante el cultivo en conjunto del vector y un plásmido que contiene el gen a insertar. Se han usado experimentalmente la Salmonella, Mycobacterium, adenovirus, lentivirus y poxvirus como vectores de una respuesta inmunológica. Los vectores más exitosos han sido los poxvirus.  Estos virus tienen un genoma grande y pueden resistir múltiples manipulaciones sin afectar su habilidad de replicarse. De hecho, uno de los vectores de vaccinia experimentales tuvo más de 16 genes específicos deletados y aún fue capaz de conferir excelente inmunidad contra la enfermedad. Los vectores poxvirales son más eficaces que las vacunas muertas, son altamente específicos e inducen a una respuesta inmunológica de largo plazo. Debido a que contienen solamente gen(es) específico(s) del organismo patogénico, no pueden causar la enfermedad o volver a ser virulentos, no pueden replicarse y no son difundidos en el ambiente.

   Las vacunas recombinantes con vectores recibieron una licencia recientemente para inmunizar contra las enfermedad es de Newcastle, moquillo canino y rabia. Se han desarrollado tres vectores de poxvirus: TROVAC es la variedad de vacuna de gen deletado de viruela aviar que transporta los genes insertados del virus de Newcastle; ALVAC es una variedad de vacuna de gen deletado de huésped restringido del canarypox que transporta los genes protectores del virus del moquillo canino y del gen protector del virus de la rabia; la vaccinia es una variedad de vacuna que lleva el gen que codifica la glucoproteína del virus de la rabia. NYVAC, una variedad de vaccinia de genes múltiples deletados, está siendo utilizada experimentalmente. Otras vacunas de importancia están siendo desarrolladas.

La Figura 2 presenta el diagrama del desarrollo y producción de una vacuna de vector que usa dos genes del virus del moquillo canino que han sido insertados en el vector viral canarypox. Se usó el mismo procedimiento para crear la vacuna de vector más exitosa y ampliamente distribuida, RABORAL V‑RG` (Merial). El gen quinasa timidina del vector del virus de vaccinia) fue modificado y el gen que codifica la glucoproteína del virus de la rabia se insertó en el área deletada. Esta vacuna se activa oralmente y ha sido incorporada en un mecanismo para cebar. el cual ha comprobado ser altamente efectivo para controlar la rabia epizoótica y enzoótica en mapaches, zorros grises y coyotes.

   El cebo se prepara colocando una bolsita de plástico rellena de la vacuna, la cual se inserta en un estuche hueco rectangular o cuadrado, confeccionado con un polímero de harina de pescado. Los extremos del hueco se sellan con cera y las carnadas se distribuyen a mano, en helicóptero o avión.

   En Texas, donde la rabia ha sido epizoótica en coyotes y enzoótica en zorros grises, los aviones proporcionados por el Ministerio de Recursos Naturales de Ontario, Canadá, fueron cargados con las carnadas (ocho millones aproximadamente) que fueron distribuidas en enero y febrero de 1995‑1998 usando un sistema computarizado para navegar líneas de vuelo predeterminadas y un mecanismo interno para la entrega calculada. Desde que se comenzaron a distribuir las carnadas, la rabia en el sur de Texas se ha visto reducida (Tabla 1). Desde principios de 1997 solamente se han detectados tres casos de rabia en coyotes.

   Programas similares han tenido éxito en el control de la rabia en mapaches y zorros grises. En 1997 el USDA concedió la licencia a RABORAL V-RG para controlar la rabia en mapaches; y una licencia para controlar la rabia en coyotes y zorros ha sido sometida a las autoridades USDA.

   Obviamente, estas vacunas recombinantes tienen gran valor. Primero, son muy seguras ya que no exponen al animal al patógeno, en su lugar sólo contienen genes que codifican sustancias que inducen la inmunidad protectora. Productos de un gen o genes de un patógeno que causan virulencia y patogenicidad son omitidos por la mayoría de las vacunas de vectores y de subunidad. Las vacunas de subunidad únicamente contienen sustancias que estimulan la inmunidad.

   Las vacunas recombinantes también son altamente específicas. Muchas enfermedades son causadas por o asociadas con la producción de anticuerpos que elevan el potencial de la enfermedad. Tales genes no son seleccionados para su inclusión en las vacunas recombinantes. La misma vacuna o vector puede usarse repetidamente tantas veces se necesite para inducir o reforzar la inmunidad.

 
   Algunas de estas vacunas recombinantes (p.ej.: RABORAL V-RG) pueden ser almacenadas por largos períodos de tiempo sin necesitar refrigeración, conservando su potencia. Las vacunas continúan siendo inmunogénicas a pesar de la exposición a grandes variaciones de temperatura ambiente. Esto significa que la pérdida de potencia debido a los abusos en su manejo es menos probable.

   Las vacunas recombinantes de tipo I y II son muy consistentes en su habilidad de inducir inmunidad específica. No hay oportunidad de reversión a la virulencia. En cada dosis de la vacuna se reparten cantidades inmunizadoras de substancias de subunidad o de vectores que contienen genes específicos.

   Hay un valor agregado en la fabricación de estas vacunas. Se usan técnicas altamente reproducibles para producir las vacunas de tal manera que tengan un costo adecuado. Esta vacunas pueden ser combinadas con otra vacunas convencionales durante el proceso de fabricación. Los procedimientos usados en la fabricación de un sólo tipo de vector pueden ser aplicados a una variedad de vacunas

   En estudios experimentales se insertaron en un único vector hasta seis genes separados provenientes de diferentes patógenos todos fueron expresados para inducir anticuerpos protectores. Será posible fabricar vacunas de combinación usando un sólo vector para toda una producción, lo que puede ser de un excelente costo/beneficio.

   Estos recombinantes tienen poca o ninguna transmisibilidad debido a la difusión de organismos infecciosos. El virus canarypox no se puede replicar en huéspedes mamíferos y el vector vaccinia con deleción de genes no es excretado en las heces. Las vacunas de subunidad no contienen organismos a transmitir. No hay posibilidad de reversión a la virulencia en estas vacunas.

   Finalmente, en estudios recientes conducidos en perras hiperinmunizadas contra la rabia se ha demostrado que las vacunas recombinantes pueden ser utilizadas para inmunizar sus camadas, aunque los cachorros tengan niveles circulantes de anticuerpos maternos contra la rabia. En el pasado se pensaba que los anticuerpos maternos interferían con la vacunación de los cachorros, pero en estos estudios la protección fue sólida en los cachorros vacunados a las seis semanas de edad.

En conclusión, los tres tipos de vacunas recombinantes reconocidas por el USDA son muy seguros, altamente específicos, potentes, puros y eficaces. Es probable que más de estos tipos de vacunas sean creados. Esta tecnología será rápidamente aceptada en seguida y ampliamente aplicada para prevenir y tratar enfermedades causadas por organismos infecciosos.

Autor: Kent R. Van Kampen, PhD, Diplomado ACVP
The Van Kampen Group
Ogden, Utha

Fuente: Tecnología de las Vacunas en el Siglo XXI
Suplemento del Compendio de Educación Continua para Veterinarios
Vol. 20 N° 8(C), 1998
MERIAL