VACUNAS

VACUNAS Papel central: preparar al sistema inmune, a fin de que su respuesta resulte vasta y oportuna cuando el individuo sea invadido por el agente patógeno correspondiente o afectado por sus respectivas toxinas

VACUNA IDEAL • •

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Es segura Desencadena una vasta respuesta con dosis mínimas del Ag Es estable No requiere refrigeración para su almacenamiento o traslado Su administración es sencilla Es económica Presenta efectos adversos nulos Es polivalente

Propiedades de una vacuna exitosa Factor Eficacia

Característica que agrega Inducir altos niveles de inmunidad con una duración adecuada

Disponibilidad El antígeno debe ser fácil de cultivar en grandes volúmenes Estabilidad

Permanecer estable bajo condiciones climáticas extremas

Bajo costo

Implementación de campañas de vacunación

Seguridad

Carecer de patogenicidad

VACUNAS •

Se pueden clasificar con base en las características de los inmunógenos que las conforman

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Existen las constituidas por microorganismos inactivados o atenuados, por subunidades y las fabricadas mediante ingeniería genética (“vacunas de la tercera generación”)

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La obtención y preparación del Ag debe involucrar procedimientos sencillos (cultivos de laboratorio, síntesis química o biología molecular)

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El Ag debe funcionar como buen inmunógeno e inducir una respuesta inmune de memoria, dependiente de linfocitos T

Vacunas de µo inactivados •

Se utiliza al microorganismo completo

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El proceso de inactivación se realiza vía tratamientos físicos o químicos que no alteran la inmunogenicidad de las determinantes antigénicas correspondientes

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Su eficacia es limitada, ya que la inmunidad generada sólo es humoral, y resulta menos intensa y duradera

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Se requieren grandes cantidades del Ag, lo que impacta negativamente en el aspecto económico

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Pueden ocasionar efectos adversos relacionados con endotoxinas de las bacterias Gram negativas

Vacunas constituidas por µo vivos atenuados •

Inducen inmunidad imitando la infección

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El µo se reproduce naturalmente, presentando sus Ags

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Propician una vasta respuesta inmune humoral y celular, sin que ocurra la enfermedad

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Implican un riesgo potencial de que la mutación se revierta y se reduzca su seguridad

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Se consideran muy efectivas, debido a que desencadenan una inmunidad intensa y duradera, tanto humoral como celular

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Pueden ser polivalentes

Vacunas constituidas por µo vivos atenuados •

Influyen los costos de almacenamiento y conservación, ya que las vacunas se deben mantener a 4°C para evitar que pierdan viabilidad y eficacia

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Involucran la posibilidad de que, durante la atenuación, el µo afecte al personal del laboratorio o de que el producto en elaboración se contamine con agentes virales

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Las dificultades asociadas a la atenuación dejarán de representar un problema con la detección de los genes que codifican para factores de virulencia

Vacunas de subunidades •

Sustento:




No hay desviación de la respuesta inmune Parásitos, virus y bacterias suelen presentar varias sustancias de superficie que no participan en la respuesta inmune




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Se les denomina así por estar conformadas con una parte definida de los microorganismos o de las sustancias excretadas por ellos

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Incluyen polisacáridos, proteínas o péptidos, los cuales frecuentemente se elaboran mediante la tecnología del ADN recombinante o por síntesis química

Vacunas de subunidades •

Su desventaja reside en la posible carencia de complejidad estructural, la cual se traduce en menor inmunogenicidad

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La cápsula bacteriana es uno de los factores de virulencia más importantes, pero sólo está compuesta por monosacáridos

Vacunas de subunidades •

La baja inmunogenicidad de los polisacáridos se ha superado uniéndolos a proteínas transportadoras: “vacunas conjugadas”, que promueven una inmunidad celular con linfocitos T de memoria, así como una respuesta humoral vasta y persistente

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Las dirigidas contra H. influenzae tipo b (Hib), 5 serotipos de meningococos y más de 90 serotipos de S. pneumoniae, han resultado exitosas; empero, son sólo parcialmente efectivas en niños < 2 años

Vacunas con toxinas inactivadas (toxoides) •

Destacan los toxoides antitetánico y antidiftérico, cuya aplicación origina anticuerpos que neutralizan a las exotoxinas respectivas, mediante el bloqueo y/o modificación de sus sitios activos

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La fracción B del colerágeno no es tóxica y se produce por ingeniería genética para aplicarla como parte de una nueva vacuna

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El Ag protector es una parte de la toxina del ántrax y su administración confiere protección contra el padecimiento

VACUNAS anti-neumococo • • • •

Vacuna Polisacárida 23-valente (23PS) Para uso en mayores 2 años de edad Clínicamente efectiva para prevenir la EN en adultos mayores Adecuada relación costo-efectividad Disminuye las tasas de hospitalización por neumonía y la mortalidad

Vacuna heptavalente conjugada PNCRM7 • • • • •

Serotipos incluídos: 4, 6, 9, 14, 18, 19 y 23 Única vacuna anti-neumocóccica conjugada aprobada Segura y efectiva en lactantes y niños Altamente efectiva en niños menores de 2 años de edad Es costo-efectiva

Vacunas

Vacunas de DNA Generalidades •

Estudios realizados en modelos animales han demostrado ampliamente su eficacia aunque, por razones aún desconocidas, esos promisorios resultados no se han podido reproducir en humanos

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Se intenta superar esas limitaciones, vía: La optimización de los sistemas de liberación La variación de las vías de administración La potenciación de la expresión del Ag implicado El establecimiento de mejores esquemas de inmunización El empleo de adyuvantes apropiados








Vacunas de DNA Cuando el producto es inoculado se pretende que: •

Ocurra la transfección hacia diferentes células del hospedero

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El DNA exógeno alcance el núcleo “blanco”, en donde tendría lugar la transcripción correspondiente bajo la influencia de la RNA pol II y de otras diversas proteínas

Vacunas de DNA Su manejo dentro del hospedero •

Presentación del Ag a linfocitos T por las APCs: DCs, Mø y linfocitos B transfectados directamente producen el Ag, lo procesan y presentan a linfocitos T, vía el MHC-I o MHC-II

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Presentación cruzada: las céls somáticas transfectadas (miocitos, queratinocitos y céls epiteliales) sintetizan Ag y secretan una parte de él; éste es endocitado por APCs para dar origen a la respuesta inmune

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Reconocimiento del Ag por CTLs: céls somáticas transfectadas producen el Ag, lo procesan y presentan vía su MHC-I a linfocitos T CD8+. Dichas céls somáticas se lisan y liberan al Ag restante, para su secuencial captación por las APCs

Vacunas de DNA Manejo dentro del hospedero

Vacunas de DNA Manejo del inmunógeno en el hospedero

Vacunas de DNA Componente principal Un plásmido suele constituir el vehículo transportador del gen que codifica para la proteína inmunogénica; proviene de alguna bacteria inocua (E. coli), o bien, es producto de técnicas de ingeniería genética En este último caso se busca que funja como sistema multivalente contra uno o varios patógenos, aunque sólo los menores de 15 kilobases se asocian a elevados índices de transformación bacteriana y a tasas convenientes de transfección en las células “blanco” de los individuos vacunados

Vacunas de DNA Componentes del plásmido a) Para su replicación en bacterias •

El origen bacteriano de replicación. Útil para que el plásmido se pueda replicar en bacterias, destacando el ColE1 –frecuente en plásmidos pUC de E. coli–, ya que genera numerosas copias y altos rendimientos del plásmido purificado

b) Para la identificación de céls bacterianas clonadas •

Marcadores de selección. Suelen ser genes de resistencia a antibióticos, los cuales facilitan la selección de las colonias bacterianas que contienen al plásmido

Vacunas de DNA Componentes del plásmido •

El promotor eucariótico. Es el sitio de unión para la RNA pol II. De él depende que inicie la transcripción en células de mamíferos. Los más usados son virales: el del HCMV origina altos niveles de expresión génica

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Secuencias de DNA que codifican para el Ag de interés. Indispensables para prevenir padecimientos. Se insertan en el “sitio de clonación”, corriente arriba del promotor

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Secuencias finalizadoras de la transcripción. Garantizan que el mRNA sea terminado apropiadamente; destacan las poli A derivadas del virus SV40

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Secuencias inmunoestimulatorias. Son dinucleótidos no metilados: motivos CpG (citosina-fosfato-guanina), los cuales están flanqueados por dos purinas en la posición 5’ y dos pirimidinas en la posición 3’

Vacunas de DNA Plásmidos

Resistencia a Antibióticos (Ampic)

Promotor HCMV

Intrón

Ori

Vector Vacuna de ADN

Motivos CpG Señal de Terminación SV40

Ag a producirse

Vacunas de DNA Componentes del plásmido: CpG Toll-like rec, en: • DCs • Mø • Linfocitos B • NK CpG

Obtención del gen de interés BamHI (G GATCC)

Gen de interés

Gen de interés

BamHI

Obtención del gen de interés Ejemplos de enzimas de restricción Enzima

Microorganismo

Sitio reconocimiento

BamHI

Bacillus amyloliquefaciens

G↓GATCC

EcoRI

Escherichia coli

G↓AATTC

EcoRV

Escherichia coli

GAT↓ATC

HaeII

Haemophilus aegyptius

GG↓CC

HindIII

Haemophilus influenzae

A↓AGCTT

Hin fI

Haemophilus influenzae

G↓ANTC

HpaI

Haemophilus parainfluenzae

GTT↓AAC

SmaI

Serratia marcescens

CCC↓GGG

Clonación del vector ligasas

BamHI

BamHI

ligasas

ligasas

Plásmidos y proteínas recombinantes

48 h después

Vacunas de ADN Principales vías de administración •

Intradérmica (i.d.)

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Intramuscular (i.m.)

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Intravenosa (i.v.)

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Intranasal (i.n.)

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Oral

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Vaginal

Vacunas de DNA Manejo por el hospedero

Vacunas de DNA Manejo por el hospedero

Vacunas de DNA Probables aplicaciones futuras •

Virus: HIV, herpes simplex, herpes bovino, HCMV, ébola, hepatitis B, hepatitis C, influenza (flu), sarampión, rabia y rotavirus

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Bacterias: Mycoplasma pulmonis, Mycobacterium tuberculosis, Helicobacter pylori, Bacillus anthracis, ECET, Salmonella sp, Rickettsia, Yersinia enterocolytica y Listeria monocytogenes

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Parásitos: Leishmania major, Plasmodium yoelii, Plasmodium falciparum, Schistosoma japonicum y Entamoeba histolytica

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Otros: toxina tetánica, alergias y cánceres

Vacunas de DNA Es indispensable comprobar que: •

No se insertan en el genoma del hospedero, ya que de lo contrario podrían activar oncogenes o inactivar genes supresores de tumores –se estima que dicha inserción ocurre sólo una vez por cada millón de células transfectadas–

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No originan defectos genéticos heredables, por integrarse a las células germinales

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No desencadenan la producción de Acs anti-ADN responsables de provocar o acelerar el desarrollo de enfermedades autoinmunes

Vacunas de ADN Obstáculo a vencer

El principal competidor de las vacunas también reside en la propia industria farmacéutica: los antibióticos, cuya comercialización representa para las empresas productoras una opción más interesante desde el punto de vista económico, a pesar del serio riesgo para la salud pública que significa la propagación de la multirresistencia bacteriana