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

 

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4.- AUTOVACUNAS DE ÚLTIMA GENERACIÓN

Las autovacunas se elaboran específicamente para una explotación y para un número limitado de animales a partir de las bacterias aisladas en una granja. Su razón de ser se basa en la existencia de diferentes "cepas" y "serotipos" que, ocasionando la misma enfermedad, pueden ser diferentes de una a otra explotación. Siempre se fabrican bajo prescripción veterinaria. Para su elaboración precisan de un diagnóstico previo por lo que se ajustan con toda seguridad al proceso en curso. En algunos países, como EEUU, la FDA (Food and Drug Administration) autoriza la elaboración de autovacunas frente a virus, pero en la Unión Europea sólo se permite su elaboración frente a bacterias.

Autovacunas clásicas: bacterinas

La mayoría de las vacunas bacterianas comerciales y, en general, todas las autovacunas disponibles en el mercado, consisten fundamentalmente en un elevado número de bacterias inactivadas resuspendidas en un adyuvante. Para su elaboración, basta con multiplicar la bacteria en un medio adecuado, inactivarla (por calor, irradiación, etc.), separar los cuerpos bacterianos y mezclarlos finalmente con el adyuvante oleoso o con hidróxido de aluminio. En algunos procesos estas autovacunas han demostrado su eficacia. Sin embargo, en muchos casos la respuesta humoral del animal frente a una bacterina sencilla no es adecuada ya que se produce frente a la totalidad del cuerpo bacteriano de una forma inespecífica. Además, la presencia de cuerpos bacterianos enteros, y de adyuvantes oleosos puede inducir, en ocasiones, la aparición de reacciones secundarias en el punto de inoculación.

Variación de fase

In vitro las bacterias no expresan los mismos antígenos que in vivo. A este mecanismo se le conoce como "variación de fase" (Fig. 1).

Fig.: 1. In vitro, las bacterias no siempre expresan los mismos antígenos que in vivo. En la foto, colonias de Salmonella spp

Cuando la bacteria crece in vivo tiene que enfrentarse a un medio hostil en el que no abundan determinados nutrientes y en el que el hospedador intenta eliminarla por diversos medios. En esta situación la bacteria utiliza algunas estrategias de supervivencia que son totalmente inútiles cuando crece in vitro en un medio especialmente "favorable". Por ejemplo, in vivo el Fe y otros oligoelementos son escasos y la bacteria debe producir proteínas captadoras de estos elementos. In vivo, la bacteria debe expresar factores de adhesión (fimbrias, pili, adhesinas, etc.) para evitar ser arrastrada y eliminada con los flujos o movimientos orgánicos. In vivo, la bacteria produce una gruesa capa de exopolisacáridos capsulares que la protege de la fagocitosis.

Estas estructuras se pierden in vitro porque en términos energéticos la producción de exopolisacáridos, o de adhesinas, o de proteínas captadoras de hierro es costosa e innecesaria. La forma en que se produce la "variación de fase" es sencilla, simplemente aparecen variantes bacterianas que dejan de expresar estos antígenos, y como su crecimiento es más rápido por no malgastar energía, en unas pocas generaciones estas variantes se hacen mayoritarias y eliminan las bacterias que continúan expresando esos antígenos. Lo contrario sucede in vivo, las variantes que producen esos antígenos pueden proliferar dentro del hospedador, mientras que las que no lo producen son eliminadas.

En la fabricación clásica de vacunas y autovacunas, los laboratorios trabajan frecuentemente con bacterias que ya no expresan estos antígenos, porque los han perdido al multiplicarse repetidamente in vitro.

Limitaciones de las autovacunas clásicas.

En las autovacunas veterinarias se utilizan habitualmente cuerpos bacterianos enteros y sólo en algunas vacunas comerciales se añaden antígenos purificados como, por ejemplo, las toxinas bacterianas. En general, una bacterina no es suficiente para producir una protección humoral porque la bacterina no expresa los antígenos necesarios. En estos casos, es necesario trabajar con medios y/o con protocolos especiales de crecimiento que estimulen la producción de antígenos. Por ejemplo, si reducimos la concentración de hierro de el medio de crecimiento, la bacteria expresará proteínas captadoras de hierro.

Autovacunas liposomadas : selección de variantes

En el proceso de fabricación de las autovacunas liposomadas se persigue un doble objetivo; seleccionar las variantes de crecimiento bacterianas productoras de exopolisacáridos y purificarlos para utilizarlos como antígenos.

El primer criterio de selección de la bacterias es su fase de crecimiento. Cuando las bacterias se multiplican in vitro, consumen los nutrientes del medio y modifican sus características por lo que el crecimiento que era exponencial pasa a ser estacionario. En estos momentos las bacterias no se multiplican e incluso comienzan a morir; sin embargo, es ahora cuando se producen determinados antígenos que antes no se expresaban porque la bacteria debe activar nuevos genes en el medio modificado.

Así, la producción neta de exopolisacáridos capsulares es máxima cuando la bacteria alcanza la fase estacionaria de crecimiento. Conseguir maximizar la producción de exopolisacáridos y evitar la aparición de los restos de las bacterias muertas es parte del trabajo de desarrollo de una buena autovacuna liposomada.

Fig. 2: En la fotografía se observan bolas de colágeno sobre las que se ha formado un biofilm (abajo) y sobre las que no se ha formado un biofilm (arriba). Las bacterias crecieron en las mismas condiciones ambientales, pero en un caso se favoreció la producción de exopolisacáridos y la formación de biofilms, y en el otro no. De este modo, en el laboratorio podemos seleccionar y mantener una población productora de exopolisacáridos a pesar de los fenómenos de variación de fase.

Además de la modificación de los medios de crecimiento como método de selección, existen también otros procedimientos mecánicos aplicables (Fig. 2). Utilizando microesferas en el medio de cultivo conseguimos que la mayoría de las bacterias productoras de exopolisacáridos, unidas entre sí por un biofilm, se adhieran a la superficie de las esferas, mientras que las bacterias no productoras o " en variación de fase " quedan libres en el medio.

Autovacunas liposomadas: purificación de antígenos

El empleo de vacunas elaboradas exclusivamente con antígenos purificados está muy desarrollado en medicina humana. De hecho, cada año se vacuna a millones de niños de todo el mundo frente a la meningitis producida por Streptococcus pneumoniae y Haemophilus influenzae utilizando sólo el exopolisacárido capsular como antígeno y proteína de transporte. Concretamente frente a S. pneumoniae se utilizan vacunas que contienen 25µg de cada uno de los 23 serotipos diferentes incluidos. Estos 23 serotipos están implicados en más del 85% de las infecciones neumocócicas.

En medicina veterinaria, el elevado coste limita la elaboración de vacunas con tantos serotipos. Este es el caso de Streptococcus suis en España. En teoría, una vacuna frente a meningitis porcina que incluyera los serotipos 2, 1, 1/2, 8, 4, 7 y 9 protegería frente a el 87% de los problemas clínicos observados, pero los coste de producción imposibilitarían su uso.

La alternativa es la elaboración de autovacunas que incluyan los antígenos purificados del o de los serotipos existentes dentro de una misma explotación y en las que los liposomas sustituyan a las proteínas de transporte.