Los científicos se apresuran a crear una vacuna para la peste porcina africana
ARRIBA: &copia; ISTOCK.COM, CHRISTILALIBERTE
La peste porcina africana, una enfermedad mortal de los cerdos, existe desde hace décadas. Se cree que se originó en el África subsahariana, y ha realizado varias visitas a otros continentes, con brotes en Rusia, Brasil y varias partes de Europa, donde aún mantiene un bastión en las poblaciones de jabalíes.
Pero solo escaló a lo que Dirk Pfeiffer llama “el mayor brote de enfermedad animal de la historia” cuando llegó a China en agosto pasado, extendiéndose como un reguero de pólvora por las congregaciones de cerdos más grandes del mundo. “Hay tantos cerdos en China que era solo cuestión de tiempo” dice Pfeiffer, epidemiólogo veterinario de la City University of Hong Kong y del Royal Veterinary College del Reino Unido.
La enfermedad no solo amenaza a la industria porcina más grande del mundo, sino también al suministro global de sangre. heparina más diluida, la mayor parte de la cual es producida por cerdos chinos.
Alarmados, los funcionarios chinos supuestamente han sacrificado más de 1.2…
Desesperados por una vacuna, China ha invertido alrededor de $ 15 millones hacia la investigación del virus, según Nature News, lo que anima a los investigadores a encontrar uno rápidamente. Hay varias rutas que los investigadores están tomando para hacerlo, pero esto está demostrando ser un desafío, en parte debido a la naturaleza misma del virus.
Fracasos tempranos de una vacuna contra el virus de la peste porcina africana
La gran complejidad de El virus de la peste porcina africana (ASFV) es una de las razones por las que es tan difícil de abordar. Su genoma de ADN de doble cadena puede abarcar unas impresionantes 190 kilobases y codifica casi 170 proteínas, eclipsando a muchos otros virus, como el Ébola (algunas cepas tienen solo 7 proteínas).
El VPA infecta y se replica en macrófagos, pero también induce la muerte celular en linfocitos B y T no infectados. Elimina efectivamente el sistema inmunológico, por lo que no hay una respuesta efectiva, explica Linda Dixon, viróloga del Instituto Pirbright del Reino Unido, parte del Consejo de Investigación de Biotecnología y Ciencias Biológicas del gobierno. En última instancia, el virus de la peste porcina africana mata a los cerdos al provocar una fiebre hemorrágica extrema y una destrucción masiva de los linfocitos en los tejidos linfáticos.
Tanto los primeros estudios de 1967 como los más recientes han demostrado que la estrategia clásica y más obvia de desarrollar una vacuna no funciona. para ASFV: se intentó matar o inactivar el virus e inyectarlo en animales sanos para incitar a su sistema inmunitario a generar anticuerpos que protejan contra futuras infecciones, pero fracasó. Los anticuerpos protectores producidos no fueron suficientes para protegerse de la infección por el virus de la peste porcina africana.
Los científicos han descubierto que una de las formas más eficaces de producir inmunidad contra el virus de la peste porcina africana es exponer a los animales a una cepa menos virulenta del virus. Esto se puede producir pasando el virus en cultivo hasta que pierda su virulencia, una estrategia que ha tenido éxito en contener la propagación de un virus diferente que causa síntomas similares en los cerdos, la peste porcina clásica. Alternativamente, los virus atenuados se pueden aislar de animales: en las poblaciones de jabalíes de toda Europa, por ejemplo, muchas cepas de ASFV han perdido naturalmente su potencia para matar con el tiempo.
Algunos grupos han demostrado que inyectar una cepa de ASFV más débil aislado en 2017 de un jabalí en Letonia puede proteger a los cerdos domésticos contra una forma virulenta del virus, explica Jos Manuel Snchez-Vizcano, virólogo del laboratorio de referencia para la peste porcina africana de la Organización Mundial de Sanidad Animal en Madrid. Él y sus colegas demostraron recientemente que la misma cepa también podría proteger a los jabalíes, un enfoque que cree que puede ser útil para prevenir la propagación de la enfermedad a los cerdos domésticos.
Sin embargo, la principal preocupación con las vacunas candidatas vivas atenuadas es seguridad Los investigadores se dieron cuenta de esto ya en la década de 1960, cuando intentaron vacunar a un gran número de cerdos en Portugal y España con una forma naturalmente atenuada de ASFV. Aunque los animales no murieron, muchos de ellos desarrollaron una forma crónica y debilitante de la enfermedad. Ese es el mayor problema: su buena protección, pero no muy segura, explica Sánchez-Vizcano. Él y sus colegas están evaluando actualmente la seguridad de su virus atenuado.
Virus de la peste porcina africanaEl Instituto Pirbright
Virus modificados genéticamente
A medida que los investigadores acumulan más conocimientos sobre la biología de los ASFV y su genoma, han adoptado un enfoque más específico para atenuar el ASFV: modificar genéticamente el virus eliminando los genes que lo hacen tan virulento y luego vacunar a los animales con él. Se trata de tratar de desarmar el virus para que el huésped tenga la oportunidad de responder y controlar la replicación e inducir una respuesta inmunitaria adaptativa que será una respuesta de memoria, explica Dixon.
En 2016, su El equipo eliminó varios genes de ASFV que se cree que inhiben la respuesta de interferón tipo 1 de sus huéspedes, lo que induce factores que restringen la replicación del virus en las células y estimula otros componentes del sistema inmunitario. La inmunización de cinco cerdos con esta cepa no provocó ningún síntoma, lo que demuestra que el virus había perdido su virulencia y, tras ser expuesto a una dosis letal del virus original, todos los animales sobrevivieron. Dixon ahora está trabajando para desarrollar una vacuna viva atenuada basada en este enfoque.
Manuel Borca, microbiólogo del Centro de Enfermedades Animales de Plum Island en Nueva York, parte de la Unidad de Investigación de Enfermedades de Animales Extranjeros de los Servicios de Investigación Agrícola del USDA (FADRU ) ha tenido un éxito similar con tres vacunas candidatas atenuadas con deleción genética, con una o una combinación de deleciones. Se cree que algunos de los genes eliminados están involucrados en la regulación de los genes inmunes de los huéspedes por parte de los ASFV, aunque no está claro si es por eso que su eliminación causa atenuación. Los cerdos que habían recibido una de las vacunas candidatas estaban en general protegidos contra una dosis letal de una forma virulenta del virus tres semanas después, explica el colega de Borcas Luis Rodríguez, líder de investigación de FADRU.
Expertos en el campo dice que tales enfoques de eliminación de genes son actualmente los candidatos a vacunas más avanzados. Pero es probable que pasen varios años antes de que se puedan implementar, según Borca y Dixon. Primero, tendrán que pasar por una serie de pruebas para garantizar que sean efectivos y seguros, y deben estar registrados en los organismos reguladores pertinentes.
Están bajo tanta presión para hacer algo que podrían comenzar a usar una vacuna antes de que se haya probado lo suficiente como para garantizar que sea segura.
Dirk Pfeiffer, Universidad de la Ciudad de Hong Kong y el Royal Veterinary College del Reino Unido
Investigadores que trabajan en la vacuna en el Instituto de Investigación Veterinaria de Harbin en China no respondió para hacer comentarios, pero Pfeiffer dice que parecen estar buscando una vacuna atenuada con eliminación de genes basada en una investigación que vio que se presentó en un simposio en abril.
Borca y Dixon dicen que estos enfoques tienen una ventaja sobre naturalmente formas atenuadas del virus porque permiten a los investigadores ajustar los ajustes genéticos para crear un virus inofensivo que todavía puede replicarse, lo cual es importante para activar la inmunidad y amplificar el virus en cultivo. La eliminación de partes del genoma también hace que sea más difícil para el virus volver a una forma virulenta.
Sin embargo, una dificultad importante con las vacunas atenuadas en general, ya sean genéticamente modificadas o naturales, es cultivarlas en cultivos celulares. , que es esencial para hacer vacunas a granel. Los macrófagos no duran muy bien en cultivo, explica Borca, por lo que necesita extraer los linfocitos directamente de los animales para hacer reservas de virus. Para evitar esto, su equipo actualmente está tratando de encontrar una línea celular estable en la que puedan crecer los virus.
Una preocupación clave con estos virus vivos atenuados es que, dado que son capaces de replicarse, los animales vacunados pueden eliminar el virus e infectar a otros animales. Sánchez-Vizcano dice que en algunos casos eso podría ayudar a inmunizar a otros cerdos, algo que demostró en su estudio con jabalíes. Sin embargo, a otros les preocupa el riesgo de efectos secundarios.
No hay [muchos] datos experimentales sobre el desarrollo de síntomas crónicos semanas/meses después de la vacunación, dice Covadonga Alonso, viróloga del Instituto Nacional de España. Instituto de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria de Madrid, en un correo electrónico. Ella dice que también le gustaría ver más experimentos que investiguen si los virus atenuados pueden mutar y regresar a formas virulentas después de generaciones de replicación en animales vacunados. Dixon dice que cree que esto es poco probable. El virus es genéticamente muy estable ya que se replica mediante una ADN polimerasa precisa, le escribe a The Scientist en un correo electrónico.
Cócteles de proteínas
Alonso considera una vacuna de subunidades basada en la vacunación de proteínas virales, como antígenos o proteínas que se unen a receptores virales, como la mejor alternativa para una futura vacuna. Como estas no requieren líneas celulares para su producción, pueden ser más fáciles de producir a granel que las vacunas atenuadas.
A principios de este año, Waithaka Mwangi, virólogo de la Universidad Estatal de Kansas, y su equipo desarrollaron dos cócteles diferentes de antígenos virales, que administraron a los cerdos encapsulándolos en un adenovirus humano inactivado. De esta manera, el virus infectará cualquier glóbulo presentador de antígenos y la maquinaria de síntesis de proteínas se activará, por lo que tendrá una síntesis de novo de la proteína en la célula infectada, explica Mwangi. Luego, las proteínas se presentan en las superficies de las células sanguíneas y pueden ser reconocidas por el sistema inmunitario de una manera que desencadena una respuesta de células T y una respuesta de anticuerpos. Para él, el enfoque imita efectivamente la forma en que los virus atenuados inducen la inmunidad, pero de una manera mucho más segura.
Sin embargo, en su estudio, ninguno de los cócteles de antígenos mostró mucho éxito: cuando se los desafió con una forma virulenta de ASFV, muchos animales vacunados sucumbieron a la enfermedad independientemente. Un estudio realizado por el grupo de Dixons que usó un enfoque similar codificando antígenos en plásmidos de ADN y llevándolos a cerdos usando un vector viral de vaccinia mostró que si bien esto podría reducir un poco las cargas del genoma viral, no evitó que una forma virulenta del virus se replicara y causara la enfermedad. Para Mwangi, estos resultados indican que los investigadores aún tienen que encontrar y dirigirse a las proteínas virales correctas o la combinación correcta que inducirá una respuesta inmune protectora.
El grupo de Alonso está trabajando actualmente para encontrar proteínas antivirales que actúen contra el VPPA a partir de proteínas naturales. o compuestos sintetizados o medicamentos existentes que ella cree que ayudarán a revelar las proteínas virales correctas para atacar. Además, estos compuestos podrían incluirse en los alimentos para animales como suplementos para ayudar a aumentar la inmunidad contra el virus de la peste porcina africana, agrega.
Más allá de las vacunas para la bioseguridad
Para EE. UU. y Europa, el desarrollo de una vacuna no es una prioridad tan alta como lo es en China continental, donde los científicos están trabajando rápidamente para llevar uno al mercado. Varios investigadores están preocupados de que las preocupaciones de seguridad no se aborden lo suficiente antes de que se despliegue allí una candidata a vacuna. Están bajo tanta presión para hacer algo que podrían comenzar a usar una vacuna antes de que se haya probado lo suficiente como para asegurarse de que sea segura, dice Pfeiffer.
Los cerdos de China están, en su mayor parte, dispersos en pequeños granjas a escala, con menos de cien cerdos cada una. Estos a menudo tienen una bioseguridad limitada, hay pocos o ningún mecanismo de control para garantizar que el virus no se transmita a través de camiones, en la ropa de las personas que ingresan a las granjas o en la alimentación de los animales, en los que el virus persiste durante largos períodos de tiempo, según ha confirmado una investigación reciente. El virus de la peste porcina africana es uno de los virus resistentes o robustos en extremos de pH y temperaturas extremas, por lo que puede sobrevivir durante períodos prolongados y mantener su infectividad en diversas condiciones ambientales, dice Megan Niederwerder de la Universidad Estatal de Kansas, quien dirigió la investigación. /p>
Por esa razón, una vacuna puede ser solo una solución parcial a la epidemia de peste porcina africana en China, dice Pfeiffer. No es realista lograr la cobertura de vacunación requerida para que la infección desaparezca. Los esfuerzos de la vacuna deben ir acompañados de una mayor bioseguridad en las granjas para que sean efectivos, dice, particularmente si el ASFV se ha vuelto endémico allí y ha infectado a los jabalíes.
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