Vacunas Virales

Desde Louis Pasteur hasta Popeye (The sailorman)

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Inmunidad

Que significa ser o estar inmune ?

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Inmunidad protectora

Inmunidad activa

Natural Luego de una infección Artificial Luego de una vacunación

Inmunidad pasiva

Natural

Vía transplacentaria (IgG) Lactancia materna (IgA)

Artificial Seroterapia: administración de suero, plasma inmune, o gammaglobulina hiperinmune G.Carballal IUC, 2001 G.Carballal IUC, 2001 con fines terapéuticos o profilácticos

_____________________________________________________________________________

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Inmunidad a virus Respuesta compleja:multifactorial Objetivos: -Disminuir la replicación viral -Erradicar la infección

Depende de: Puerta de entrada; Patogenicidad del virus; Inóculo = dosis infectante; Forma de diseminación: local, de célula a célula; sistémica (viremia)

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El desarrollo de las vacunas virales a través del tiempo

Etapas 1ra. 2da. 3ra. 4ta. 5ta. 6ta. _____________________________________________________________________________ Sustrato Animales Huevos Cultivo celular

Tecnología a DNA recombinante

Característica

Vacunas a DNA Vía mucosa

A péptidos Partículas virus símil (VLPs)

Virus con geno reasociado

Virus recombinan Genética reversa Plantas transgéni

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Ejemplos Anti-variólica Anti-amarílica Anti-polio Anti-hepatitis B Anti-virus del Nilo Anti-rábica Anti-influenza Anti-sarampionosa occidental Anti-parotiditica recombinante Anti-rubeólica

Anti-rotavirus Anti-HPV (VLPs)*

____________________________________________________________________________________________________ Año

1900

1950

1960

1980

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1990

2006............

Inmunidad innata Barreras naturales: piel, mucus, lisozima Células: Macrófagos NK: mecanismo temprano para tumores ADCC para eliminar la celula infectada Produccion de IF gamma para activacion de macrofagos

Induccion de interferones: Alfa por leucocitos Beta por fibroblastos Gamma por celulas T y N K G.Carballal IUC, 2001

Respuesta Humoral Anticuerpos Neutralizantes: Ig G, Ig M , Ig A -Anticuerpos locales (Ig A) vs circulantes( IgG)

Cómo actúan ? Aglutinación de particulas virales Neutralizacion de epitopes para adsorción Daño a envoltura por C´, activacion del C Opsonizacion: Ig G por su Fab se une al antigeno viral y su Fc se une a NK, Macrofagos y PMN neutrófilos G.Carballal IUC, 2001

Fagocitosis; ADCC

Inmunidad a Virus Si el virus penetró a la celula, los anticuerpos no actuan....... Se requieren celulas T específicas para destruir celulas infectadas y lograr el clearance viral. CD4 T: Helper para produccion de anticuerpos Induccion de citoquinas para estimular respuesta inflamatoria local Activacion de macrofagos CD8: Principal efector contra celulas infectadas con virus Aparecen antes que Ac neutralizantes Reconocen antigenos virales en MHC clase 1, presente en todas las celulas. Por ello, pueden destruir toda celula infectada por virus G.Carballal IUC, 2001

Características de la respuesta inmune inducida por vacunas a virus inactivado y a virus “vivo” y atenuado Propiedad

A virus inactivado o a subunidades

A virus “vivo” y atenuado

Inducción de anticuerpos

++++

++++

Linfocitos T citotóxicos CD8+

- (habitualmente)

++++

Linfocitos T ayudadores CD4+

++++

++++

Respuesta contra todos los antígenos virales

Raramente

Habitualmente

Duración de la inmunidad

Meses o años

Décadas o años

Riesgo de enfermedad

-

+

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Vacunas Virales El espiritu de la aventura......

Las mas exitosas: Viruela Polio Rabia

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Desafios Año 2003: Erradicacion de Poliomelitis del Planeta Tierra

Un virus nunca erradicado: Rabia

¿Cuál es la diferencia?

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Poliovirus: Hombre, unico reservorio

Virus Rabico:

Reservorio: todo animal de sangre caliente

Murciélago: Infeccion criptica P. Incubacion: hasta 10 años

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Virus Rabico Mutacion puntual: La sustitucion de solo 1 aminoacido en la glicoproteina Virus atenuado

Produce : -Diferente grado de transcripcion del ARN mensajero -Diferente apoptosis en SNC: la cepa atenuada produce mas apoptosis. Esto permite limitar la infeccion.

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Como y de dónde se puede obtener un virus vacunal ?

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Como se obtiene un virus inactivado?

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Como se obtiene un virus atenuado?

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Esta historia comienza en 1798 con Edward Jenner............ Es la historia del “Cow pox “ o viruela bovina ( nodulo de los ordeñadores) ...Vacca, Vacuna, Vaccinia, Variolización, Vacunación, Inmunizacion............................

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Viruela z En

la antigüedad, epidemias en todo el mundo z Alta mortalidad z Secuelas severas, deformaciones cutáneas......... z Millones de muertos z No habia tratamiento z Ni prevención z Era......... z LA PESTE NEGRA ! G.Carballal IUC, 2001

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Los Comienzos.......un ejercicio de imaginación En la Antigua China, 1600 un hermoso jaron de porcelana blanco y azul de la Dinastía Ming conteniendo............... .......... costras desecadas de enfermos de viruela..................................

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Los Comienzos, un ejercicio de imaginación.... En Arabia, un haren con hermosas jóvenes mujeres.

Las hermosas no deben tener marcas de viruela porque no ya serían hermosas............ ...estarían desfiguradas....... y no había cirujanos plásticos.....

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Los Comienzos 1721 Lady XX, esposa del embajador inglés en China ( que era una mujer inteligente como la mayoría de las mujeres) lleva la idea de este método a Europa.......y.....................

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Edward Jenner Médico ingles Diseña el primer experimento científico para demostrar que una infección con otro agente puede proteger contra Viruela ! Protección cruzada !

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Qué hizo Jenner ?

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Cómo lograr una vacuna contra Viruela ? z En

1789 z No existía el concepto de virus z Ni microscopios electrónicos z Ni cultivos celulares z Ni animales de experimentación z Ni formas de medir la protección inducida............. z ???????????????????????

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Hagamos el experimento de Jenner en el pizarron...

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Vacuna Antivariolica (a virus vivo y atenuado)

Virus HETEROLOGO Vaccinia, Cowpox, o virus de viruela bovina

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Vacuna Antivariolica (a virus vivo y atenuado) Virus Vaccinia (Cowpox, viruela bovina) Sustrato: ternera viva Limpieza de la piel Escarificación lineal con aguja conteniendo el virus Desarrolla macula, papula, vesicula y costra En etapa de vesícula, se recogen el líquido que contiene alto título de virus Se envasa, se añade estabilizardor Es la vacuna

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Vacuna Antivariolica (a virus vivo y atenuado) Administracion al humano: por escarificacion con bisturí o luego con la aguja bifurcada en la piel sobre el deltoides Todas las etapas: macula, papula, pustula, costra, cicatriz Desarrollo de inmunidad protectora 1980: Planeta Tierra libre de viruela por vacunación Se suspende la vacunacion por análisis del riesgo vs beneficio Riesgo: encefalitis post vacunal, costo G.Carballal IUC, 2001

Requisitos para una vacuna: Que sea eficaz: -Capacidad de inducir proteccion -Inmunidad activa, artificial Que sea inocua: -Incapaz de producir daño, ya sea por mecanismos directos (Neurotropismo) o indirectos (Inmunopatologicos)

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Que pasaria si se utilizara el Virus Viruela (Poxviridae, alta resistencia al medio externo, transmision interhumana via respiratoria) como agente

de bioterrorismo?

Quienes moririan? Quienes estarian protegidos? Cuanto tiempo se tardaria en hacer suficiente vacuna para todos? G.Carballal IUC, 2001

Estamos ahora, 2004 en esta situación !

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Qué harían Ustedes ?

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Desarrollo de la primer vacuna para PolioVirus

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Vacunas antirrabicas z Louis

Pasteur, Francia, siglo

XIX z Cómo hizo Pasteur la primer vacuna antirrábica ??

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Jonas Salk 1955 z Desarrolló

en método de aislamiento en cultivo del Poliovirus z En células no nerviosas z Riñon de mono z Obtuvo altos títulos virales z Inactivó con formalina y calor z Logró un antígeno inactivado z Indujo protección en primates y en humanos................... G.Carballal IUC, 2001

Primera vacuna para Poliovirus zA

virus inactivado con calor y formol z No replica z Es un antigeno z Induce altos títulos de anticuerpos neutralizantes z Efectiva protección del ingreso de virus al SNC.

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Sabin, 1962, otro concepto....... z La

primer vacuna para polio a Virus vivo y atenuado z Cultivo del virus z Pasajes sucesivos en cultivo z Logra una mutante atenuada en su neurovirulencia, es decir en el acceso al SNC z El virus replica en intestino y tejido linfoide z Via oral G.Carballal IUC, 2001

VACUNAS PARA POLIO z z

Salk: virus inactivado, via parenteral Sabin: virus vivo y atenuado, via oral

z

Con estas vacunas se erradicó el virus Polio del hemisferio Norte

z

Tendencia a la erradicación en los paises con adecuada cobertura de inmunización No hay casos en America desde 1991 Sí, en Asia y Africa La erradicación es posible POR QUE ?

z z z z

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Erradicación del Poliovirus z z z

Adecuada cobertura de inmunización de la población Agua potable !!!!!!!!!! Por un caso de Polio paralítica hay 200 casos asintomáticos

z

Vigilancia Epidemiologia: Notificación obligatoria de Polio paralítica

z

Caso Sospechoso: 2 muestras de MF en los primeros 14 días al Inst Malbran para aislamiento, identificación y diferenciar cepa salvaje o vacunal por hibridización , G.Carballal IUC, 2001 PCR o secuenciación.

Vacunas para Poliovirus Ventajas z z z z z z

z z z

SALK Inactivada IM 3 serotipos Actua como antigeno Alto titulo de Ac neutralizantes No, Ig A Protección individual No de la comunidad

z z z z z

z

z z

SABIN Vivo y atenuado Oral 3 serotipos El virus replica, simil infección natural Alto titulo de Ac neutralizantes Si, Ig A Protección individual y de comunidad

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Vacunas para Poliovirus riesgos y costos z z z z z

SALK Reversión a virulencia NO Puede darse a Inmunosuprimidos A embarazadas

z z z z z

z z z z z

Dosis 1,2 m R al año Via IM Costo alto Cadena de frio Inactivación termica minima

z z z z z

SABIN Reversion a virulencia SI 1 c/ 3 millones de casos: Polio paralítica No puede administrarse a Inmunosuprimidos Dosis: 2,4,6, R 18 m Via oral Costo bajo Cadena de frio Inactivación termica alta

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Otras vacunas z Influenza z Rubeola z Sarampión z Parotiditis z Hepatitis

A z Hepatitis B z Fiebre Amarilla

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Requerimientos para vacunas actuales de uso humano

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Requerimientos actuales Del Sustrato: células aptas para vacunas de uso humano De origen humano Sin virus endogenos Sin genes para transformación neoplasica No líneas contínuas Sin Mycoplasmas, bacterias, otros virus G.Carballal IUC, 2001

Requerimientos actuales z

De la cepa viral:

Historia conocida de pasajes en células aptas para uso humano Pruebas en animales que demuestren: Ausencia de neurovirulencia y /o de invasión de tejidos vitales Ausencia de transformación neoplásica en cultivos y animales Alta inmunogenicidad Inducción de anticuerpos neutralizantes en alto título Duración de la respuesta ? Necesidad de dosis multiples ? Inducción de respuesta inmune celular G.Carballal IUC, 2001

Vacuna Triple Viral Sarampion, Rubeola, Paperas -Sustrato: p/ S y P: embrion de pollo p/R: celulas diploides humanas

-Eficacia: 95% -Indicaciones: Niños al año de vida -Refuerzo: 4-6 años, o 12 años -Dosis: 0,5 ml subcutanea -Efectos adversos: fiebre, rash, artralgias en mujeres jovenes -Contraindicaciones: embarazo, alergia al huevo o a la neomicina

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Vacuna Triple Viral (virus vivo y atenuado) TRIMOVAX (Merieux) MMRII (Merck) TRIVIRATEN (Raffo)

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Existe necesidad de vacunas z z z z

z z z

De menor costo Para toda la población mundial Que requieran poca o nula cadena de frio De fácil administración, es decir no Intramuscular o subcutánea Sin riesgos de reversion a virulencia Sin contraindicaciones Para inmunosuprimidos G.Carballal IUC, 2001

Vacunas virales: tipos y ejemplos z z z z z z z z z z z z z

Virus inactivado: Influenza Hepatitis A Rabia Virus vivo y atenuado: Triple viral Rubeola Subunidades Virales Influenza Virus Heterologo Vaccinia Virus Recombinante Hepatitis B G.Carballal IUC, 2001

Vacunas del futuro

A ADN Plantas transgénicas

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La revolucion verde Popeye (the sailorman) espinaca

Plantas como vectores de productos biomedicos: -Vacunas: Plantas transgénicas Infección con virus de plantas Ej: Rabia en espinaca, Hepatitis B en lechuga -Inducción de alto título de Anticuerpos G.Carballal IUC, 2001

Tabla 3. Vacunas virales humanas actualmente en uso Preparada en

Inactivada con

Polio, tipo Salk (tipos 1,2 y 3)

Cultivos de riñón de primate

Formalina

Rabia, tipo FuenzalidaPalacios*

Cerebro de ratón lactante

Luz ultravioleta

Rabia

Células diploides (MRC-5,WI-38)

Betapropiolactona

Influenza (trivalente)

Huevos embrionados

Formalina

Encefalitis equinas*

Cultivo celular

Formalina

Virus o antígenos

VIRUS INACTIVADO COMPLETO

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SUBUNIDADES ANTIGÉNICAS DE VIRUS INACTIVADO

Influenza (trivalente)

Hemaglutinina y neuraminidasa Purificadas Cepas obtenidas en huevos

Formalina

Inserción de genes virales (que codifican epítopes esenciales ) en levaduras o células de ovario de hámster chino permite la producción de polipéptidos inmunogénicos, por ejemplo el HBs Ag

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ANTÍGENOS OBTENIDOS POR TECNOLOGÍA A DNA RECOMBINANTE

Hepatitis B (vacuna de 2da. y 3ra. generación)

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VLPs (Virus like particles)

Papilomavirus humano bivalente (16 y 18) o tetravalente (6, 11, 16, y 18) recombinantes

Antígenos L1/L2 de la cápside

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A VIRUS “VIVO”

Y ATENUADO

Polio, tipo Sabin (tipos 1, 2 y 3)

Cultivos de riñón de primate ó células diploides humanas

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Sarampión, cepa Edmonston

Fibroblastos de embrión de pollo

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Rubéola, cepa HPV77; Cenderhill, o Wistar RA 17/3

Cultivos de embrión de pato

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Fiebre amarilla, cepa 17 D

Fibroblastos de pollo

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Parotiditis, cepa Jeryl Lynn, o Urabe AM-9

Fibroblastos de pollo

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Enders, Moraten u otras

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Viruela, virus vaccinia*

Triple viral (combinada): Sarampión (Schwartz) Parotiditis (Urabe Am/ Rubéola (RA 27/3)

Piel de ternera

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Cultivos celulares

Cultivos de embrión de pollo Cultivos de embrión de pollo Línea diploide humana

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Influenza (trivalente) mutante “adaptada a frío” (cold adapted) Tipos A (H1 N1, H3 N 2) y B (administración por vía intranasal)

Cultivos celulares

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Rotavirus Monovalente Multivalente

Cultivo de células VERO. Cepa humana atenuada Reasociación genómica entre una cepa bovina y una humana serotipos 1, 2, 3 y 4)

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Vía oral

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Virus Junín* cepa Candid-1

Cultivo celular

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Varicela-zoster, cepa OKA

Cultivo celular

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* De uso limitado en el humano

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Vacunas Virales Desde Louis Pasteur... hasta ...... Popeye (The sailorman)

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Vacunas del futuro en experimentación ____________________________________________________________________

Vacunas profilácticas para: Influenza aviar , SARS , Sincicial Respiratorio, Parainfluenza Dengue, Virus del Nilo Occidental, Citomegalovirus, Virus Epstein Barr Hepatitis C, Hepatitis E , HIV, Erythrovirus (Parvovirus) B19 Vacunas terapéuticas para: Hepatitis B, Hepatitis C, HIV Papilomavirus , Citomegalovirus Nuevos desarrollos: Incremento de epítopes (epitope enhacement), Moléculas co-estimulatorias Inducción de citoquinas y quimioquinas, Bloqueantes de respuesta inmune supresora

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Todos a vacunarse, yo tambien !

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