Base Científica de las AUTOVACUNAS
inmunopotenciadas con liposomas

En estos 4 capítulos explicamos el porqué de la utilización de exopolisacáridos y liposomas en nuestras autovacunas.

1.- EXOPOLISACÁRIDOS CAPSULARES BACTERIANOS

2.- BIOFILMS BACTERIANOS: PAPEL DE LOS EXOPOLISACÁRIDOS EN LOS PROCESOS CRÓNICOS

3.- LIPOSOMAS: VEHICULADORES DE ANTÍGENOS

4.- AUTOVACUNAS DE ÚLTIMA GENERACIÓN

 

Bajalo en .pdf

2.-BIOFILMS BACTERIANOS: PAPEL DE LOS EXOPOLISACÁRIDOS EN LOS PROCESOS CRÓNICOS

Los biofilms en la naturaleza

Los biofilms son comunidades bacterianas englobadas en una matriz de exopolisacáridos producida por las bacterias y adheridas a una superficie viva o inerte (Fig. 1.1). En la naturaleza los biofilms constituyen un modo de crecimiento protegido que permite la supervivencia de las bacterias en un medio hostil. Las estructuras que forman estas microcolonias contienen canales por los que circulan los nutrientes, y en las distintas partes del biofilm las células expresan diferentes genes, como si fueran un tejido organizado. Los biofilms bacterianos colonizan cualquier superficie húmeda, como el esmalte dental, las piedras de un río o el tejido infectado. Ocasionalmente estos agregados bacterianos liberan células individualizadas que se dispersan y multiplican rápidamente, colonizando otros lugares. La idea general es que las bacterias individualizadas se exponen a los agentes del medio ambiente (por ejemplo, a la posibilidad de ser fagocitadas por una ameba o de ser arrastradas por la corriente en un río), mientras que dentro del biofilm se encuentran protegidas.

Fig. 1 Fijación de bacterias sobre el epitelio y emisión de señales químicas.

Infecciones mediadas por biofilms bacterianos

Muchas de las infecciones que afectan a los animales están producidas por bacterias que son comensales en el cuerpo del hospedador. Algunos ejemplos son Staphylococcus aureus, S. epidermidis o S. hyicus, que colonizan la piel; Streptococcus suis y S. agalactiae, que colonizan mucosas; Pasteurella multocida, Mannheimia haemolytica, Actinobacillus pleuropneumoniae, Mycoplasma spp. o Haemophilus parasuis, que son comensales del tracto respiratorio superior, etc. Este tipo de infecciones difícilmente se pueden erradicar de una explotación, incluso en muchas ocasiones producen patologías crónicas en el animal.

Cuando las bacterias colonizan tejidos vivos, utilizan mecanismos de adhesión para evitar ser eliminadas con los flujos naturales como el moco nasal o vaginal y el flujo de alimentos, o por fuerzas mecánicas como el estornudo, la masticación o el peristaltismo intestinal. En la adherencia inicial a los epitelios normalmente participan adhesinas (vg. receptor para la fibronectina de los Staphylococcus) y fimbrias (vg. f41, 987P, etc., de Escherichia coli). De hecho, se han descrito mecanismos de adherencia similares para casi todas las especies bacterianas. Sin embargo, estas adhesinas y fimbrias son "peligrosas" para la bacteria porque su "adhesividad" hace que sean fácilmente reconocidas por los fagocitos circulantes y, por ello, rápidamente eliminadas.

Fig. 2 Activación de los mecanismos de formación de exopolisacáridos del biofilm y multiplicación bacteriana.

Para defenderse, las bacterias han desarrollado un interesante sistema: una vez adheridas a los epitelios comienzan a multiplicarse mientras emiten señales químicas que las "comunican". Cuando la concentración de estas señales supera un umbral determinado se activan los mecanismos genéticos de producción de exopolisacáridos (Fig. 2). De este modo, las bacterias se están multiplicando embebidas dentro de una matriz de exopolisacáridos, lo que da lugar a la formación de una microcolonia (Fig. 3). Es importante resaltar que estos exopolisacáridos son diferentes a los exopolisacáridos capsulares en su naturaleza química y física.

Las ventajas de vivir en familia: cronificación

La microcolonia provoca la aparición de una respuesta inmune, pero es demasiado grande como para ser fagocitada. Es más, la liberación de enzimas por los fagocitos que rodean la colonia puede producir daños en los tejidos alrededor del biofilm, lo que favorecerá su crecimiento.

Las bacterias englobadas en los biofilms son extremadamente resistentes a los tratamientos antibióticos y a los desinfectantes. Esta resistencia puede explicarse por 3 hipótesis que no son necesariamente excluyentes (Fig. 3):

- Aunque los antibióticos pueden penetrar en el biofilm, no alcanzan una concentración suficiente en algunas partes del mismo.

- Las bacterias situadas en la base del biofilm son metabólicamente inactivas y por ello resistentes a algunos antibióticos.

- Existen mecanismos de degradación activa de los antibióticos que evitan que en algunas partes del biofilm se alcancen concentraciones efectivas.

En cualquier caso, la práctica demuestra que en los procesos crónicos mediados por biofilms los tratamientos antibióticos no pueden eliminar la infección. Por ejemplo, independientemente de la cantidad de antibiótico utilizado no se consigue eliminar Streptococcus suis o Staphylococcus hyicus de una explotación y, de forma frecuente, ambos patógenos se convierten en un problema recurrente. En las mamitis crónicas por Staphylococcus aureus de rumiantes o conejos todo el mundo asume que el tratamiento antibiótico será totalmente inútil.

Fig. 3 Microcolonia constituida de la que escapan bacterias sin exopolisacáridos (en variación de fase) para colonizar otros tejidos.

Para prevenir la cronificación de estos procesos podemos utilizar vacunas dirigidas frente a los factores de adhesión bacterianos (por ejemplo, vacunas frente a K88, K99, 987P, de E. coli) o podemos inducir una respuesta humoral temprana frente a los exopolisacáridos responsables de la formación del biofilm, de forma que evitemos la aparición de estas microcolonias.

Variación de fase

La microcolonia sigue creciendo en volumen y las bacterias que están cerca del epitelio tienen un acceso difícil a los nutrientes del medio externo. Sólo aquéllas localizadas en las capas externas continúan multiplicándose, situación que crea poblaciones bacterianas con diferencias en su metabolismo. Ocasionalmente por razones puramente mecánicas, se desprenden algunas bacterias o, más normalmente, algunas dejan de producir estos exopolisacáridos para "soltarse" en el medio (Fig. 1.3). A este fenómeno en el que algunas bacterias dejan de expresar unos determinados genes se le denomina variación de fase. Estas células individualizadas son las que intentarán colonizar otras superficies u otros individuos para crear nuevas microcolonias.

Las bacterias individualizadas en el medio externo son fagocitadas con facilidad por las células inflamatorias que rodean a la microcolonia y son susceptibles a los antibióticos.

Sin embargo, en la vida del animal se producen con frecuencia situaciones estresantes que pueden dar lugar a una inmunodepresión generalizada. En esos momentos, las bacterias que se individualizan pueden superar la barrera inflamatoria y extenderse a otros tejidos. De hecho, la continua aparición de estos brotes agudos es lo que caracteriza a los procesos crónicos. Por ejemplo, en las mamitis crónicas por Staphylococcus aureus es sintomático ver que un animal presenta brotes agudos cada pocas semanas o meses, sin curarse nunca, mientras que en las meningitis estreptocócicas o en la dermatitis lo normal es que el proceso se presente de un modo recurrente en una misma explotación durante años.

Estas patologías agudas se solucionan puntualmente con un tratamiento antibiótico, incluso a veces por sí solas, pero no así los procesos crónicos. Una estrategia para controlarlas y prevenirlas sería utilizar los exopolisacáridos del biofilm como antígenos vacunales. De este modo se puede evitar la aparición de problemas crónicos en la explotación.

3.- LIPOSOMAS: VEHICULADORES DE ANTÍGENOS