COLUMNA

Desarrollo de vacunas de nueva generación para uso veterinario

La investigadora del INTA, Gabriela Calamante, pone el foco en los avances logrados desde la plataforma biotecnológica para el desarrollo de bioproductos para aves y mamíferos. Reconoce la capacidad del organismo para desarrollar vacunas, controlar y prevenir enfermedades que afectan a la salud animal.

Por Gabriela Calamante, Instituto de Biotecnología (IB) del CICVyA, INTA.
La investigadora Gabriela Calamante.

La presencia de enfermedades infecciosas en el sector agropecuario causa importantes pérdidas económicas directas (mortalidad y morbilidad) e indirectas. Esto se debe principalmente a la disminución de la cantidad y la calidad de los productos obtenidos y a las dificultades de comercialización de éstos en el exterior debido a barreras sanitarias y para-arancelarias. Las prácticas ganaderas de producción intensiva como el feedlot o los criaderos avícolas y porcinos, con gran concentración de animales, aumentan el riesgo de propagación de enfermedades transmisibles. Además, los pequeños agricultores familiares están pobremente preparados para afrontar escenarios epidemiológicos cambiantes. Estas características marcan la necesidad de contar con una estrategia de intervención eficaz, teniendo como meta establecer un estado sanitario óptimo y mantenerlo en el tiempo.

La vacunación es el método más efectivo y económico para la prevención, el control y la erradicación de enfermedades infecciosas. El concepto básico para el diseño de una vacuna es simular en el hospedador la infección con el patógeno o, al menos, aquellos aspectos de la infección natural importantes para desencadenar los mecanismos destinados a su eliminación activando la memoria inmunológica. En este sentido, la vacunación juega un rol esencial en la medicina veterinaria, proveyendo un abordaje profiláctico para el control de las enfermedades infecciosas. La mayoría de las vacunas utilizadas en medicina veterinaria son las denominadas vacunas convencionales. Se producen por inactivación mediante tratamientos físicos o químicos del agente patógeno o por atenuación mediante pasajes in vitro (cultivos celulares) o in vivo (animales). Si bien son eficaces presentan numerosas desventajas: composición indefinida del antígeno, riesgos de reintroducción de la enfermedad por inactivación incompleta o reversión al fenotipo virulento, reacciones adversas locales ocasionadas por los adyuvantes de la formulación, manipulación de grandes cantidades del patógeno en las plantas de producción, elevados costos debido a la necesidad de cadena de frío y la posibilidad de transmisión de patógenos no detectados (virus, bacterias, priones). A pesar de la extensa cantidad de vacunas veterinarias disponibles, existe la necesidad de disponer de vacunas que mantengan tanto las mejores características de las vacunas a virus muerto o a subunidad (por ejemplo: la seguridad) como las ventajas de las vacunas convencionales a virus vivo (por ejemplo: la eficacia).

En este contexto, la búsqueda de vacunas alternativas que aseguren una adecuada protección de la población susceptible y reduzcan los riesgos y costos que implican la producción y uso de vacunas convencionales es prioritaria para las campañas de erradicación de enfermedades de interés veterinario. Los conocimientos derivados de la biología molecular, la ingeniería genética y la inmunología permiten diseñar estrategias para el desarrollo de nuevas vacunas de composición definida, que combinan seguridad y eficacia. Es así que existen numerosos ejemplos de desarrollos biotecnológicos que demuestran que en países en vías de desarrollo es posible articular la inversión estatal con la industrial para generar servicios y productos biotecnológicos de impacto productivo y social. Particularmente el INTA posee los recursos humanos capacitados, el equipamiento y la infraestructura necesaria para desarrollar plataformas biotecnológicas que apunten a resolver problemas locales.

Los vectores virales constituyen un tipo de vacuna recombinante que se obtiene por ingeniería genética. Son virus (que no causan enfermedad) genéticamente modificados capaces de expresar in vivo el gen de interés.  El virus es el que vehiculiza/transporta el gen de interés que codifica para la proteína que se quiere expresar. Estas proteínas, denominadas antígenos, derivan de los microorganismos patógenos que causan la enfermedad a prevenir/controlar y fueron previamente caracterizadas como las principales inductoras de la respuesta inmune protectora. En la producción de vacunas vectorizadas, los poxvirus han sido evaluados exitosamente para la prevención de enfermedades de interés en salud humana (malaria y sida en ensayos clínicos de fase 2), inmunoterapia para cáncer y en sanidad animal (vacunas licenciadas contra rabia, moquillo, leucemia felina, entre otras; Brun y col. 2008; Gómez y col. 2008; Volz & Sutter, 2017).

El desarrollo de vectores virales basados en poxvirus y su disponibilidad constituye el punto de partida para el diseño y evaluación de diversos candidatos vacunales. Son sistemas que no se encuentran disponibles comercialmente ya que pertenecen a laboratorios o empresas que restringen las condiciones o derechos para su utilización por terceros.

Por ello, en el Instituto de Biotecnología del Centro de Investigación de Ciencias Veterinaria y Agronómicas (CICVyA) del INTA implementamos las plataformas para la obtención de vectores basados en virus canarypox (CNPV), vaccinia Ankara modificado (MVA) y fowlpox (FWPV, viruela aviar). Los tres sistemas de vectores virales son atenuados porque son incapaces de infectar productivamente a aves y mamíferos. Esta característica les otorga un alto perfil de seguridad porque evita la diseminación del vector en los animales vacunados y, por consiguiente, la ausencia de dispersión por contacto hacia animales no vacunados o hacia el ambiente en general. Además, ofrecen numerosas ventajas para el desarrollo de vacunas: estabilidad genética y física, posibilidad de administración por diferentes vías, capacidad de inducir respuestas protectoras (humorales y celulares), no se manipulan los agentes infecciosos que causan enfermedad durante la producción de los stocks vacunales.

Utilizando estos tres sistemas de vectores se obtuvieron poxvirus recombinantes que expresan antígenos de patógenos de interés pecuario. Los antígenos inmunoprotectores seleccionados derivan de virus (virus herpes bovino tipo 1, de la diarrea viral bovina, de la rabia, de la enfermedad infecciosa de la bolsa y respiratorio sincicial bovino), bacterias (Mycobacterium bovis) o parásitos (Babesia bovis y Babesia bigemina). Algunos de estos desarrollos se realizan en colaboración con otros grupos de investigación de INTA y extra-INTA. Los trabajos de obtención de los poxvirus recombinantes y su evaluación en animales (ratones, conejos, bovinos y pollos) constituyeron las pruebas de concepto de la utilidad y flexibilidad de la plataforma de vectores poxvirales implementada. Los resultados de estos desarrollos formaron parte de 9 Tesis doctorales; se presentaron en congresos nacionales e internacionales; se publicaron en revistas científicas con referato (al menos 12 publicaciones), se solicitaron dos patentes (Patente concedida AR052743A1 y solicitada INPI Acta No.20150101988) y un producto llegó al mercado local.

Uno de los ejemplos de colaboración exitosa es el desarrollo de una vacuna antirrábica vectorizada. En este caso, dos laboratorios del sector público sumamos capacidades para obtener una vacuna antirrábica de tercera generación. La obtención de los poxvirus recombinantes y la evaluación de su inmunogenicidad (en ratones y bovinos) se realiza en INTA, mientras que las pruebas de protección frente al desafío con virus rábico se realizan en el Servicio de Vacuna Antirrábica (ANLIS-Dr. Carlos G. Malbrán). A futuro, esperamos obtener una vacuna para la prevención de la rabia paresiante.

Por otro lado, los avances en el desarrollo de una vacuna aviar vectorizada que expresa la proteína VP2 del virus de la enfermedad infecciosa de la bursa (IBDV) fueron de interés para Laboratorios Inmuner, PyME que produce y comercializa vacunas aviares convencionales y tenía el interés de incluir vacunas recombinantes dentro de su portfolio. En el marco de un Convenio de Vinculación Tecnológica entre INTA y Laboratorios Inmuner se confirmó la inocuidad del candidato vacunal en pollos, la factibilidad de su producción en la empresa y su eficacia frente al desafío con cepas de campo de IBDV. En el año 2016 se aprobó su registro en SENASA bajo el nombre comercial R-VAC-INMUNER IBD, que constituye la primera vacuna recombinante desarrollada en Argentina. Este antecedente demuestra que en nuestro país fue posible cumplir con las etapas regulatorias para el registro de una vacuna veterinaria basada en un microorganismo genéticamente modificado. La vacuna recombinante es producida y comercializada por Laboratorios INMUNER, PyME de Concepción del Uruguay.

Las vacunas vectorizadas por poxvirus (CNPV, MVA y FWPV) inducen respuestas inmunes humorales y celulares protectoras, sin infectar productivamente en el animal blanco de vacunación. Constituyen una plataforma de elección cuando es necesaria la expresión de antígenos protectores que son glicoproteínas y/o contra patógenos donde la inducción de una potente respuesta celular correlaciona con protección. La implementación en INTA de los tres sistemas de vectores poxvirales nos permite seleccionar el más adecuado para el desarrollo de vacunas de nueva generación para aves y mamíferos, teniendo en cuenta la enfermedad a prevenir y la plataforma de producción disponible en el laboratorio adoptante.

Esta plataforma está disponible en el Instituto de Biotecnología del INTA y constituye una alternativa interesante para el desarrollo de vacunas que contribuyan a controlar y prevenir enfermedades que afectan a la salud animal.

 

Referencias

Brun A, Albina E, Barret T, Chapman DAG, Czub M, Dixon LK, Keil GM , Klonjkowski B, Le Potier MF, Libeau G, Ortego J, Richardson J, Takamatsu HH. (2008). Antigen delivery systems for veterinary vaccine development Viral-vector based delivery system. Vaccine 26 (51) 6508-6528.

Gómez, C.E., Najera, J.L., Krupa, M. y Esteban, M. (2008). The poxvirus vectors MVA and NYVAC as gene delivery systems for vaccination against infectious diseases and cancer. Curr Gene Ther 8(2), 97-120.

Volz A and Sutter G. (2017). Modified Vaccinia Virus Ankara: History, Value in Basic Research, and Current Perspectives for Vaccine Development. Adv Virus Res. 97:187-243.