Desde Louis Pasteur hasta Popeye

Vacunas Virales
Desde Louis Pasteur
hasta Popeye
(The sailorman)
G.Carballal IUC, 2001
Inmunidad
Que significa ser o
estar inmune ?
G.Carballal IUC, 2001
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
_____________________________________________________________________________
G.Carballal IUC, 2001
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)
G.Carballal IUC, 2001
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
G.Carballal IUC, 2001
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
G.Carballal IUC, 2001
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
-
+
G.Carballal IUC, 2001
Vacunas Virales
El espiritu de la aventura......
Las mas exitosas: Viruela
Polio
Rabia
G.Carballal IUC, 2001
Desafios
Año 2003: Erradicacion de
Poliomelitis del Planeta Tierra
Un virus nunca erradicado: Rabia
¿Cuál es la diferencia?
G.Carballal IUC, 2001
Poliovirus: Hombre,
unico reservorio
Virus
Rabico:
Reservorio: todo
animal de sangre
caliente
Murciélago: Infeccion criptica
P. Incubacion: hasta 10 años
G.Carballal IUC, 2001
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.
G.Carballal IUC, 2001
Como y de dónde se
puede obtener un
virus vacunal ?
G.Carballal IUC, 2001
Como se obtiene un
virus inactivado?
G.Carballal IUC, 2001
Como se obtiene un
virus atenuado?
G.Carballal IUC, 2001
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............................
G.Carballal IUC, 2001
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
G.Carballal IUC, 2001
G.Carballal IUC, 2001
G.Carballal IUC, 2001
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..................................
G.Carballal IUC, 2001
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.....
G.Carballal IUC, 2001
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.....................
G.Carballal IUC, 2001
Edward Jenner
Médico ingles
Diseña el primer
experimento científico
para demostrar que una
infección con otro agente
puede
proteger contra Viruela !
Protección cruzada !
G.Carballal IUC, 2001
Qué hizo Jenner ?
G.Carballal IUC, 2001
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 ???????????????????????
G.Carballal IUC, 2001
Hagamos el
experimento de Jenner
en el pizarron...
G.Carballal IUC, 2001
Vacuna Antivariolica
(a virus vivo y atenuado)
Virus HETEROLOGO
Vaccinia, Cowpox, o virus de viruela
bovina
G.Carballal IUC, 2001
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
G.Carballal IUC, 2001
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)
G.Carballal IUC, 2001
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 !
G.Carballal IUC, 2001
Qué harían Ustedes
?
G.Carballal IUC, 2001
Desarrollo de la
primer vacuna para
PolioVirus
G.Carballal IUC, 2001
Vacunas antirrabicas
z Louis
Pasteur, Francia, siglo
XIX
z Cómo hizo Pasteur la primer
vacuna antirrábica ??
G.Carballal IUC, 2001
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.
G.Carballal IUC, 2001
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
G.Carballal IUC, 2001
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
G.Carballal IUC, 2001
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
G.Carballal IUC, 2001
Otras vacunas
z Influenza
z Rubeola
z Sarampión
z Parotiditis
z Hepatitis
A
z Hepatitis B
z Fiebre Amarilla
G.Carballal IUC, 2001
Requerimientos para
vacunas actuales de uso
humano
G.Carballal IUC, 2001
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
G.Carballal IUC, 2001
Vacuna Triple Viral
(virus vivo y atenuado)
TRIMOVAX (Merieux)
MMRII (Merck)
TRIVIRATEN (Raffo)
G.Carballal IUC, 2001
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
G.Carballal IUC, 2001
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
G.Carballal IUC, 2001
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
---
ANTÍGENOS
OBTENIDOS POR
TECNOLOGÍA A DNA
RECOMBINANTE
Hepatitis B
(vacuna de 2da. y
3ra. generación)
G.Carballal IUC, 2001
VLPs (Virus like
particles)
Papilomavirus
humano bivalente
(16 y 18)
o tetravalente (6, 11,
16, y 18)
recombinantes
Antígenos L1/L2 de
la cápside
G.Carballal IUC, 2001
---
A VIRUS “VIVO”
Y ATENUADO
Polio, tipo Sabin
(tipos 1, 2 y 3)
Cultivos de riñón de
primate ó células
diploides humanas
---
Sarampión, cepa
Edmonston
Fibroblastos de
embrión de pollo
---
Rubéola, cepa HPV77;
Cenderhill, o
Wistar RA 17/3
Cultivos de embrión
de pato
---
Fiebre amarilla,
cepa 17 D
Fibroblastos de pollo
---
Parotiditis, cepa
Jeryl Lynn, o Urabe
AM-9
Fibroblastos de pollo
---
Enders, Moraten u
otras
G.Carballal IUC, 2001
Viruela, virus
vaccinia*
Triple viral
(combinada):
Sarampión
(Schwartz)
Parotiditis (Urabe
Am/
Rubéola (RA 27/3)
Piel de ternera
---
Cultivos celulares
Cultivos de embrión
de pollo
Cultivos
de embrión de pollo
Línea diploide
humana
---
Influenza (trivalente)
mutante “adaptada a
frío” (cold adapted)
Tipos A (H1 N1, H3
N 2) y B
(administración por
vía intranasal)
Cultivos celulares
---
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)
---
Vía oral
G.Carballal IUC, 2001
Virus Junín*
cepa Candid-1
Cultivo celular
---
Varicela-zoster,
cepa OKA
Cultivo celular
---
* De uso limitado en el humano
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Vacunas Virales
Desde Louis Pasteur...
hasta ......
Popeye
(The sailorman)
G.Carballal IUC, 2001
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
G.Carballal IUC, 2001
G.Carballal IUC, 2001
Todos a vacunarse, yo tambien !
G.Carballal IUC, 2001