Vacunas frente a la Enfermedad de Glässer

La enfermedad de Glässer se ha relacionado exclusivamente con la especie porcina hasta la primera década del siglo XXI, cuando fue descrita en jabalíes (Olvera y cols., 2007), una especie sinantrópica cada vez más habitual en las zonas metropolitanas, especialmente desde la pandemia del Coronavirus (SARS-CoV-2).

La enfermedad está producida por G. parasuis, un bacilo corto Gram negativo (Imagen 3) capsulado y aflagelar, clasificado en 15 serotipos (esquema de Kielstein y Rapp-Gabrielson), aunque[registrados] también existen cepas que no han podido ser tipificadas.

• Solo crece en los medios de cultivo enriquecidos que contienen el factor V sanguíneo, como el agar chocolate o similares (Imagen 4).
• Crece bien después de 24 horas de incubación en aerobiosis, a 37 °C, pero cuando se recupera de lesiones sospechosas, es necesario aplicar microaerofilia durante 48 horas.
• Como otras pasteurelaceas, crece sobre agar sangre de caballo o cordero si se combina con una estría nodriza de un estafilococo productor de factor V necesario, desarrollándose pequeñas colonias en la proximidad de la estría de esta bacteria Gram positiva (Imagen 5).

G. parasuis se adhiere a las células epiteliales, para lo que las cepas virulentas forman biopelículas que favorecen la colonización de la mucosa respiratoria porcina previa a la invasión. Además, cuenta con proteasas que degradan las IgAs de los epitelios respiratorios, al tiempo que soportan la fagocitosis.

Se ha relacionado el bloqueo de los mecanismos celulares de la inmunidad innata porcina con las características capsulares de G. parasuis, habiéndose observado concretamente la evasión de la fagocitosis por parte de los macrófagos alveolares, circunstancia que permite su persistencia en estas células y su posterior multiplicación en el parénquima pulmonar.

Se ha documentado la inducción de la “muerte celular programada” o apoptosis de las células epiteliales traqueales, con el daño tisular consiguiente. Asimismo, se ha comprobado igualmente la invasión de los endotelios vasculares, lo que permite el fenómeno septicémico posterior. Si a ello unimos la resistencia de la bacteria al sistema del complemento porcino, también debido a las características de su cápsula, se explica el desarrollo de las poliserositis, especialmente de las poliartritis.

Nuestro grupo de investigación (BACRESPI, nº 443 de los de la Universidad de León) ha descrito con detalle el sistema de captación del hierro porcino por parte de G. parasuis, un oligoelemento que debe obtener a partir de su hospedador, para lo que se sirve de dos proteínas de la membrana externa (Omps) de su pared celular.

La captación del hierro se lleva a cabo a partir de la transferrina porcina, mediante las proteínas A y B de unión a la transferrina porcina (TbpA y TbpB) (Frandoloso y cols., 2013, 2015); en mucho menor grado, a partir de sus sideróforos citoplasmáticos.

NO SE HA DESCRITO HASTA LA FECHA NINGUNA HEMOLISINA PRODUCIDA POR G. PARASUIS

ANÁLISIS LABORATORIAL DE GLAESSERELLA PARASUIS

PREVENCIÓN Y CONTROL DE LA ENFERMEDAD DE GLÄSSER

Respecto a las medidas de prevención y control, debe recurrirse a las medidas habituales:

Limpieza minuciosa de las instalaciones seguida de su desinfección exhaustiva.
Prevención de los factores predisponentes y de las condiciones ambientales desfavorables.

Cobra gran relevancia la apuesta por las vacunas, aunque no existe en el mercado una opción totalmente eficaz que proteja frente a todos los casos de enfermedad de Glässer, a pesar de los numerosos ensayos realizados.

SE RECOMIENDA UN ENFOQUE HOLÍSTICO, QUE INTEGRE ESTAS MEDIDAS CON MÉTODOS DE DIAGNÓSTICO RÁPIDOS Y EFICACES QUE PERMITAN EL CONOCIMIENTO DE LAS CARACTERÍSTICAS ANTIGÉNICAS DE G. PARASUIS

VACUNACIÓN FRENTE A LA ENFERMEDAD DE GLÄSSER

Se ha barajado una gran cantidad de posibilidades sin que ninguna de las vacunas haya ofrecido unos resultados óptimos de protección absoluta, habiéndose relacionado los fallos, principalmente, con un nivel de protección insuficiente o con la ausencia total de protección cruzada entre los 15 serotipos.

Podemos clasificar las vacunas propuestas en cinco grupos:

• Vacunas inactivadas o bacterinas
  
• Vacunas “fantasma”
  
• Vacunas con microorganismos atenuados
  
• Vacunas de ADN
  
• Vacunas de subunidades

  VACUNAS INACTIVADAS O BACTERINAS  

Las vacunas inactivadas o bacterinas fueron las primeras desarrolladas, como frente a casi cualquier enfermedad infecciosa.

Se continúan utilizando bastante y se formulan, como mínimo, con una cepa virulenta que suele inactivarse con formol y potenciarse con hidróxido de aluminio, aceites minerales o propóleo.

Algunas bacterinas comerciales contienen hasta cuatro serotipos diferentes, los más prevalentes en una región determinada. Esto se debe a que proporcionan una protección cruzada escasa, que mejora incorporando los principales serotipos de una zona concreta.

Pires Espíndola y cols. (2019) demostraron que el polisacárido capsular representa el antígeno dominante de estos productos.

Se sabe que la protección de las madres vacunadas se transmite a la descendencia, de modo que una doble vacunación de las cerdas gestantes podría proteger a los lechones hasta seis meses a través de los anticuerpos maternales, inicialmente IgGs (predominantes en el calostro) y después IgAs (las más abundantes en la leche).

Entre sus limitaciones cabe destacar que:

Ninguna suele contener todos los serotipos virulentos de una región determinada.

No resulta posible conseguir el mismo grado de protección con las vacunas que contienen varios antígenos que con las que incorporan uno solo, por lo que podrían desencadenarse brotes en los cerdos vacunados con las bacterinas multivalentes.

Inducen periodos breves de protección en comparación con las vacunas atenuadas, lo que obliga a repetir las inmunizaciones.

No permiten diferenciar los animales vacunados de los infectados de forma natural.

  VACUNAS “FANTASMA” (GHOST VACCINES)  

Se ha ensayado una vacuna con bacterias completas de la cepa Nagasaki (de referencia del serotipo 5 y virulencia demostrada) desprovistas de sus cromosomas (ghost vaccines), generándose una respuesta humoral mayor que con la de las bacterinas tradicionales (Hu y cols., 2013).

  VACUNAS ATENUADAS  

El desarrollo de las vacunas atenuadas frente a G. parasuis no comenzó hasta la década pasada, debido a la escasa información disponible sobre sus factores de virulencia, lo que dificultó ostensiblemente su diseño.

LAS VACUNAS ATENUADAS SUELEN INDUCIR UNA PROTECCIÓN MÁS PROLONGADA QUE LA DE LAS VACUNAS INACTIVADAS

Las cepas utilizadas son mutantes para algún factor de virulencia demostrada, por ejemplo:

• Se han efectuado deleciones (eliminaciones) de los genes que codifican algunos hidratos de carbono, como aquellos casos en los que se eliminaron genes relacionados con la síntesis de polisacáridos (Wang y cols., 2013; Kang y cols., 2015).
• En otro caso, se retiró un gen que codificaba una enzima necesaria para la síntesis de la porción central del lipopolisacárido Gram negativo (Zhang y cols., 2014).
• En un tercer abordaje sufrió la deleción un gen para un regulador de la quimiotaxis bacteriana (He y cols., 2016).
• En otro estudio se eliminó el gen que codificaba una chaperona (Ren y cols., 2016).

Estas bacterias mutantes perdieron patogenicidad, pero en ninguna publicación se aludió a la respuesta inmunitaria desarrollada.

  VACUNAS DE ADN  

Las vacunas de ADN son más seguras y estables que las anteriores ya que solo contienen este material genético en su composición.

Solo existen dos estudios sobre vacunas de ADN frente a G. parasuis (Fu y cols., 2012a,b), ambos con el material genético de la enzima gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa (GAPDH).

Esta vacuna generaba protecciones humoral y celular parciales en ratones, puesto que no se trabajó con el hospedador natural de la enfermedad de Glässer.

  VACUNAS DE SUBUNIDADES  

Al no utilizar bacterias completas, las vacunas de subunidades también evitan cualquier riesgo de infección derivada de la vacunación.

Como inconveniente, un gran número de animales no desarrolla una inmunidad tan potente como con las vacunas atenuadas o las inactivadas, ya que se trabaja con moléculas muy purificadas, por lo que deben potenciarse mediante adyuvantes adecuados.

Con diferencia, son las vacunas más estudiadas, con una treintena de publicaciones desde 2009. Sin embargo, solo unas pocas formulaciones han conseguido inducir niveles suficientes de anticuerpos protectores. Eso sí, nunca se ha pasado de un abordaje meramente experimental, en algunos casos ni siquiera sobre cerdos, sino sobre animales de experimentación.

A continuación, repasamos algunas de las investigaciones con vacunas de subunidades.

• Li y cols. (2015b) describieron seis proteínas del serotipo 5 que generaban una protección parcial en ratones frente a una cepa del serotipo homólogo. Este mismo grupo obtuvo otras seis proteínas de membrana externa (Li y cols., 2017a) con una protección válida en ratones.
• Álvarez-Estrada y cols. (2018c) expresaron siete proteínas de la cepa Nagasaki (referencia del serotipo 5) en condiciones similares a las de una infección natural (es decir, a una temperatura elevada y en condiciones de restricción de hierro) en porcino, que podrían funcionar como buenos inmunógenos. Sin embargo, no se verificaron con los otros catorce serotipos ni directamente en cerdos.
• Macedo y cols. (2016) ensayaron una proteína transmembrana, la oligopéptido permeasa A potenciada con un adyuvante oleoso, que, a pesar de inducir una respuesta humoral destacada, no consiguió estimular una respuesta de protección en cerdos.
• Dos equipos asiáticos utilizaron tres proteínas recombinantes eficaces frente al desafío con G. parasuis en cobayos (Li y cols., 2016) o ratones (Wen y cols., 2016). Diferentes grupos orientales continuaron trabajando con ratones y demostraron la eficacia de varias proteínas recombinantes: la superóxido dismutasa (Guo y cols., 2017), tres OMPs (Li y cols., 2017b), la proteína A de unión al glutatión (Zhang y cols., 2017) y la Omp-16 recubierta por nanoesferas de alginato-quitosán (Zheng y cols., 2017).
• Bregón-Villahoz y cols. (2017) estudiaron un fragmento de la enzima neuraminidasa presente en los 15 serotipos de G. parasuis y, al tratarse de una molécula conservada (a excepción del serotipo 2), especularon con la posibilidad de que pudiera representar un buen candidato vacunal frente a los 14 serotipos restantes, lo que debería confirmarse obviamente mediante estudios experimentales en el cerdo.
• Hau y cols. (2020) valoraron dos lipoproteínas recombinantes de la membrana externa (una esencial para la viabilidad y la otra con resistencia al complemento porcino), potenciadas con un adyuvante oleoso antes de un desafío en cerdos con una cepa del mismo serotipo, pero no resultaron eficaces.

Lo más reseñable de este estudio fue que por primera vez se afirmó que los roedores no constituían un modelo experimental adecuado para la reproducción experimental de la enfermedad de Glässer, lo que invalidaba la mayoría de los estudios vacunales así efectuados.

• An y cols. (2023) validaron la producción de una respuesta inmunitaria intensa por parte de la subunidad proteica PilA de los pili del serotipo 5 de G. parasuis en ratones.

Entre las vacunas de subunidades basadas en las Omps destacan los estudios de dos grupos españoles.

• El de Virginia Aragón, adscrito al CRESA (Centro de Investigación en Sanidad Animal), ha investigado los autotransportadores triméricos, habiendo logrado una protección parcial de cerdos desafiados por vía intranasal con una cepa del mismo serotipo (Olvera y cols., 2011).
• López-Serrano y cols. (2021) probaron el fragmento proteico F4 sobre cerdas gestantes, pero, aunque inducía anticuerpos en los lechones, no prevenía la colonización nasal de las cepas virulentas. Dos años después, evaluaron este mismo fragmento conservado de los autotransportadores triméricos sobre lechones recién nacidos y comprobaron su buen potencial protector, que variaba en función del adyuvante utilizado (López- Serrano y cols., 2023).

McCaig y cols. (2016) consiguieron resultados similares al trabajar con vesículas de la membrana externa de G. parasuis.

Al analizar la estructura molecular de la TbpB en G. parasuis y en otras especies de la familia Pasteurellaceae, se clasificó en tres grupos (1, 2 y 3) como punto de partida de un experimento publicado el año pasado (Ramos Prigol y cols., 2022).

Se vacunaron cerdos con el mutante Y167 (cuya TbpB pertenece al grupo 3) y se desafiaron con el serotipo 7 (TbpB del grupo 1), obteniéndose una protección cruzada eficaz.

SE CONCLUYÓ POR PRIMERA VEZ QUE UNA VACUNA BASADA EN EL MUTANTE Y167 PODÍA RESULTAR EFICAZ FRENTE A OTRAS CEPAS CON Tbps ADSCRITAS A OTROS GRUPOS MOLECULARES, LO QUE SUPONDRÍA UN CIERTO GRADO DE PROTECCIÓN FRENTE A SEROTIPOS DIFERENTES, NO SOLO FRENTE AL HOMÓLOGO

En línea con el estudio anterior, González Fernández y cols. (2023) analizaron bioinformáticamente cepas clínicas castellanoleonesas adscritas a los grupos 1 o 3 de la TbpB, pero ninguna al grupo 2.

Este hallazgo planteaba la posibilidad de que una vacuna de subunidades basada en la cepa mutante Y167 del serotipo 5 podría proteger frente a ese mismo serotipo o frente a cualquiera de los otros ocho a los que pertenecían los aislados españoles analizados. Estos estudios deben confirmarse experimentalmente en cerdos, tarea que se está llevando a cabo en la actualidad.

Existen ocho investigaciones relacionadas con la protección cruzada.

• En dos de ellas se trabajó con el serotipo 3 por las vías intranasal e intramuscular (Susan y cols., 2013), consiguiéndose protección frente a los serotipos 1 y 4.
• En los seis ensayos restantes, la protección fue únicamente parcial, cubriendo los serotipos 1-5 y 13 (citado en Liu y cols., 2016).

INMUNIDAD DE MUCOSAS FRENTE A LA ENFERMEDAD DE GLÄSSER

Debido a las características de transmisión de G. parasuis, junto con la inmunidad sistémica resulta fundamental la inmunidad de mucosas, especialmente la de la mucosa respiratoria.

• Frandoloso y cols. (2013) ya demostraron que la inoculación intratraqueal de una vacuna era capaz de estimular la inmunidad de mucosas, aunque esta vía no resulta práctica por su complejidad.
• Frandoloso y cols. (2020) publicaron además los resultados de la administración yugal de una vacuna con el mutante Y167, lográndose una protección total después del desafío intranasal con el mismo serotipo, impidiendo asimismo la colonización de G. parasuis de las vías respiratorias superiores.
• Dellagostin y cols. (2023) demostraron que la vacunación de madres gestantes con el mutante Y167 generaba niveles suficientes de IgGs para reducir la carga de G. parasuis en su tracto respiratorio durante el primer mes de vida de los lechones, con mejores resultados que los de una vacuna autógena con la que era comparada.
• La vacunación doble de cerdas gestantes con el antígeno F4 poco antes del parto, llevada a cabo por Blanco-Fuertes y cols. (2022), modificó la composición general de la microbiota nasal de los lechones durante los primeros 15 días, no solo afectando a las cepas de G. parasuis ahí asentadas.

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