Metodología
Las vacunas vivas y atenuadas contienen una versión del microbio patógeno vivo que ha sido atenuada o debilitada en el laboratorio de manera que ha perdido su patogenicidad significativa (Diagrama de flujo 26.1). Esto se consigue mediante el paso en serie por un huésped extraño (cultivo de tejidos, huevos embrionados o animales vivos durante varias generaciones). Este paso prolongado introduce una o más mutaciones en el nuevo huésped. El patógeno mutado es significativamente diferente de la forma patógena original, por lo que no puede causar la enfermedad en el huésped original, pero puede inducir eficazmente la respuesta inmune. Las vacunas de virus vivos atenuados se preparan a partir de cepas atenuadas que carecen casi o totalmente de patogenicidad pero son capaces de inducir una respuesta inmunitaria protectora. Se multiplican en el huésped humano y proporcionan una estimulación antigénica continua durante un periodo de tiempo. Se han utilizado varios métodos para atenuar los virus para la producción de vacunas.
Diagrama de flujo 26.1. Vacunas vivas atenuadas
Las vacunas vivas atenuadas estimulan respuestas inmunitarias protectoras cuando se replican en el huésped. Las proteínas víricas producidas en el huésped se liberan en el espacio extracelular que rodea a las células infectadas y, a continuación, son adquiridas, internalizadas y digeridas por las células carroñeras, las células presentadoras de antígenos (CPA) que circulan por todo el organismo. Estas APCs incluyen macrófagos, células dendríticas y células B, que trabajan juntas para expandir la respuesta inmune. Las APC recirculan y muestran fragmentos del antígeno procesado en su superficie celular, unidos a antígenos MHC de clase II. Este complejo de péptido de antígeno extraño procesado y antígenos MHC de clase II del huésped forman parte de la señal específica con la que las APC (junto con el complejo de péptidos MHC) desencadenan la activación de los linfocitos T auxiliares. La segunda parte de la señal de activación procede de las propias APC, que muestran en su superficie celular moléculas coestimuladoras junto con los complejos CMH-antígeno. Ambas impulsan la expansión y activación de las células T mediante la interacción con sus respectivos ligandos, el complejo receptor de células T (TCR) y los receptores coestimuladores CD28/CTLA4 presentes en la superficie de las células T. Las células T activadas secretan moléculas que actúan como potentes activadores de las células inmunitarias. Además, a medida que las proteínas víricas se producen dentro de las células huésped, se procesan mediante la degradación del proteasoma. Pequeñas partes de estas proteínas intracelulares procesadas se asocian con el MHC de clase I de la célula huésped citosólica y se muestran en la superficie celular. Estos complejos son reconocidos por una segunda clase de células T, las células asesinas o citotóxicas. Este reconocimiento, junto con otra estimulación por parte de las APC y la producción de células T estimuladas por citoquinas, es responsable del desarrollo de células T citotóxicas maduras (CTL) capaces de destruir las células infectadas. En la mayoría de los casos, la infección viva induce una inmunidad de por vida. Existen pruebas que favorecen el papel fundamental de las citocinas en la diferenciación de las células de memoria. La inmunidad de las células B regulada por las células T auxiliares (Th) progresa en una cascada ordenada de desarrollo celular que culmina en la producción de células B de memoria específicas de antígeno. El reconocimiento de los complejos de péptidos MHC de clase II en las células presentadoras de antígenos activadas es fundamental para la selección eficaz de las células TH, la expansión clonal y el desarrollo de la función de las células TH efectoras. Las interacciones entre las células Th efectoras y las células B promueven el desarrollo de células plasmáticas (CP) de corta duración o de centros germinales (CG). Estos CGs se expanden, diversifican y seleccionan variantes de alta afinidad de células B específicas de antígeno para entrar en el compartimento de células B de memoria de larga duración. Tras la reexposición del antígeno, los linfocitos B de memoria se expanden rápidamente y se diferencian en CP bajo el control de las células TH de memoria. Aunque las preparaciones vivas atenuadas son las vacunas de elección, presentan el riesgo de reversión a su forma patógena y pueden causar infección.
Uso de un virus relacionado de otro animal: El ejemplo más antiguo fue el uso de la viruela vacuna para prevenir la viruela.
Administración de virus patógenos o parcialmente atenuados por una vía no natural: La virulencia del virus suele reducirse cuando se administra por una vía no natural. Este principio se utiliza en la inmunización de reclutas militares contra el síndrome de dificultad respiratoria del adulto utilizando adenovirus vivos de tipo 4, 7 y 21 con recubrimiento entérico.
Pasaje del virus en un «huésped no natural» o célula huésped: A menudo, la forma atenuada del organismo (o del virus) se obtiene mediante pases en serie o cultivos del organismo activo en medios de cultivo o células. En estos casos, se desconoce la base molecular de la atenuación. Las principales vacunas utilizadas en el hombre y los animales se han obtenido de esta manera. Tras repetidos pases, el virus se administra al huésped natural. Los pasajes iniciales se realizan en animales sanos o en cultivos celulares primarios. Hay varios ejemplos de este enfoque: la cepa 17D de la fiebre amarilla se desarrolló mediante pases en ratones y luego en embriones de pollo. Los poliovirus se pasaron en células de riñón de mono y el sarampión en fibroblastos de embrión de pollo. Actualmente se utilizan ampliamente las células diploides humanas (como la WI-38 y la MRC-5). Las bases moleculares de la mutación del rango del huésped, que es la base de la atenuación de los patógenos, sólo se están comprendiendo ahora.
Las vacunas vivas y atenuadas son relativamente fáciles de crear para ciertos virus. Las vacunas contra el sarampión, las paperas y la varicela, por ejemplo, se fabrican con este método. Las vacunas vivas atenuadas son más difíciles de crear para las bacterias. Las bacterias tienen miles de genes y, por tanto, son mucho más difíciles de controlar. Sin embargo, los científicos que trabajan en una vacuna viva para una bacteria podrían utilizar la tecnología del ADN recombinante para eliminar varios genes clave. Este método se ha utilizado para crear una vacuna contra el Vibrio cholerae que causa el cólera. Sin embargo, la vacuna viva contra el cólera no ha sido autorizada en Estados Unidos.
Desarrollo de mutantes sensibles a la temperatura: Este método puede utilizarse junto con el anterior.
Las vacunas vivas atenuadas no pueden administrarse a personas con sistemas inmunitarios debilitados o dañados. Para mantener la potencia, las vacunas vivas atenuadas requieren refrigeración y protección de la luz.
Ejemplos de vacunas vivas atenuadas actualmente disponibles contra las infecciones víricas incluyen el sarampión, las paperas, la rubéola (MMR), la viruela bovina, la fiebre amarilla, la gripe (FluMist®) vacuna intranasal) y la vacuna oral contra la poliomielitis. Las vacunas bacterianas vivas atenuadas incluyen la vacuna contra la tuberculosis, la BCG y la vacuna oral contra la fiebre tifoidea.
Hoy en día, es probable que las agencias reguladoras requieran una comprensión de la base de la atenuación. Por lo tanto, el desarrollo de cualquier nueva forma atenuada de micobacteria para su uso como vacuna candidata es probable que incluya la introducción de una o más mutaciones específicas en el genoma del patógeno. Los candidatos probables incluyen mutaciones que interfieren con la síntesis de un aminoácido o componente de ácido nucleico esencial para el crecimiento del organismo.
Algunos ejemplos de tales vacunas vivas ya han sido preparados y evaluados en ensayos preclínicos.