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Vacunación efectiva en la coinfección con PCV2d y Parvovirus Porcino

Escrito por: Anbu K. Karuppannan - Departamento de Diagnóstico Veterinario y Medicina de Producción Animal, Facultad de Medicina Veterinaria, Universidad Estatal de Iowa, Ames, IA, EE.UU. , Gregory P. Nitzel - Investigación y Desarrollo de Medicina Veterinaria, Zoetis Inc., Kalamazoo, MI, USA , Jay G. Calvert - Investigación y Desarrollo de Medicina Veterinaria, Zoetis Inc., Kalamazoo, MI, USA , Patrick G. Halbur - Departamento de Diagnóstico Veterinario y Medicina de Producción Animal, Facultad de Medicina Veterinaria, Universidad Estatal de Iowa, Ames, IA, EE.UU. , Shannon R. Matzinger - Departamento de Ciencias Biomédicas y Patología, Facultad de Medicina Veterinaria de Virginia-Maryland, Instituto Politécnico y Universidad Estatal de Virginia, Blacksburg, VA, EE.UU. , Tanja Opriessnig - Instituto Roslin y Escuela Real (Dick) de Estudios Veterinarios, Universidad de Edimburgo, Midlothian, Escocia, Reino Unido Departamento de Diagnóstico Veterinario y Medicina de Producción Animal, Facultad de Medicina Veterinaria, Universidad Estatal de Iowa, Ames, IA, EE.UU. , Xiang-Jin Meng - Departamento de Ciencias Biomédicas y Patología, Facultad de Medicina Veterinaria de Virginia-Maryland, Instituto Politécnico y Universidad Estatal de Virginia, Blacksburg, VA, EE.UU.

1998

El Circovirus Porcino tipo 2 (PCV2) fue descrito por primera vez en 1998 y desde entonces se ha relacionado con varias manifestaciones de enfermedad en los cerdos, incluyendo enfermedades sistémicas y respiratorias1. Además, está bien documentado que hay varios genotipos de PCV2 circulando entre las poblaciones de cerdos de todo el mundo, incluyendo PCV2a, PCV2b y PCV2d2.

2002-2006

Las vacunas para proteger a los cerdos frente a la enfermedad asociada a PCV2, también conocida como PCVAD, comenzaron a estar disponibles en 2002 en Europa y en América del Norte tras los devastadores brotes de PCVAD entre 2004 y 2006.

En un corto período de tiempo, aproximadamente de 6 a 12 meses, se estima que la población de cerdos norteamericanos no vacunados previamente y naturalmente infectados por PCV2 llegó a un porcentaje de vacunación de más del 90%3.

Sin saber en ese momento que los aislamientos de PCV2 tendrían una composición genética diferente (genotipos), todas las vacunas que se fabricaron e introdujeron en el mercado contenían el virus completo o la cápside de la cepa de PCV2 prevalente en ese momento, designada más tarde como genotipo de PCV2a.

Casi al mismo tiempo que se inició el uso de la vacuna PCV2a, los investigadores descubrieron la presencia de un nuevo tipo de PCV2, más tarde designado como PCV2b5,6, que rápidamente reemplazó a la PCV2a en la población mundial de cerdos para convertirse en el tipo de PCV2 de mayor prevalencia.

2012

En 2012, solo 6 años después de la introducción de las vacunas basadas en PCV2a, se observó que PCV2d se asociaba a aparentes fallos vacunales, convirtiéndose posteriormente en la cepa predominante que circula actualmente en la población mundial porcina², lo que ha acrecentado la preocupación sobre la eficacia de la vacunación frente a PCV2.

Por lo tanto, es lógico asumir que las vacunas basadas en PCV2b o PCV2d podrían resultar en una protección superior frente a PCV2d en comparación con las vacunas basadas en PCV2a.

Está demostrado que las coinfecciones son relevantes para la plena expresión del PCVAD clínico en condiciones experimentales. Recientemente se han descrito en Asia, Europa y América del Norte varios parvovirus emergentes, entre ellos el Parvovirus Porcino 2 (PPV2)8-10.

En el curso de las investigaciones de campo sobre el PCV2 se detectó un alto nivel de viremia de PPV2 en los cerdos positivos a PCV211,12, lo que posiblemente sugiere alguna interacción entre estos virus.

 

Vacunas de PCV2a y PCV2b – ¿Eficaces frente a PCV2d?

Con el fin de evaluar la eficacia de dos vacunas frente a PCV2 producidas de manera similar, una conteniendo la cápside de PCV2a y la otra conteniendo la cápside de PCV2b, se llevó a cabo un estudio de eficacia vacunal en un modelo de coinfección de cerdos con PCV2d y parvovirus porcino 2 (PPV2).

El estudio se diseñó con esta coinfección porque hay pruebas que demuestran que PPV2 puede exacerbar la infección por PCV2 y, dado que el PCV2 raramente ocasiona enfermedad por sí solo en los cerdos infectados experimentalmente, la eficacia de la vacuna puede ser [registrados]difícil de evaluar.

  Diseño experimental    

60 cerdos de tres semanas de vida de una granja seropositiva a PCV2 sin evidencia de replicación activa del virus (sin viremia de PCV2 y con títulos bajos de anticuerpos sin evidencia de aumento tras dos sangrados consecutivos) fueron agrupados según el título de anticuerpos frente a PCV2 y luego repartidos aleatoriamente en tres grupos con 20 cerdos cada uno:

La aplicación de las vacunas se realizó a las 4 y 6 semanas de vida.

A las 8 semanas de vida, todos los cerdos fueron desafiados con una cepa de PCV2d por vía intranasal e intramuscular seguida de la administración intramuscular de PPV2 un día después.

Con el fin de evaluar la eficacia vacunal, se tomaron muestras de sangre semanalmente hasta el desafío PCV2d/PPV2, así como a los 5, 13 y 20 dpc.

Todos los cerdos fueron eutanasiados y necropsiados a los 21 días post-desafío (dpc).

 

  Parámetros evaluados  

Ganancia de peso

Los cerdos fueron pesados a su llegada (3 semanas de vida), en el momento del desafío a las 8 semanas de vida y en el momento de la necropsia a las 11 semanas, calculándose la ganancia media diaria (GMD) desde su llegada hasta el desafío y desde el desafío hasta la necropsia.

Todos los cerdos fueron examinados a diario para detectar signos de enfermedad como letargo, enfermedad respiratoria, inapetencia y cojera y se registraron todas las alteraciones observadas.

 

Análisis laboratorial

DETERMINACIÓN DE VIREMIA PCV2

Para determinar el estado virémico de los cerdos, se realizó una cuantificación del ADN de PCV2 en el suero mediante PCR en tiempo real dirigida al ORF113,14.

Al final del estudio se realizó una PCR diferencial en tiempo real dirigido al ORF214, capaz de detectar y diferenciar PCV2a, PCV2b y PCV2d, en todas las muestras de suero positivas a PCV2 tomadas el día 20 dpc PCV2, así como en las dos vacunas utilizadas en este estudio.

SEROLOGÍA

En el momento del desafío con PCV2d/PPV2, se aislaron células mononucleares de sangre periférica (PBMCs) y se estimó la cantidad de PBMCs secretores de IFN-γ específico de PCV2 mediante un kit comercial ELISPot.

Además, las muestras de suero tomadas en los días post-vacunación (dpv) 0, 21 y 28 (correspondiente al día 0 post-desafío, dpc), y los días 13 y 20 dpc fueron analizadas para evaluar la seroconversión a PCV2 IgG usando un kit comercial de ELISA indirecto para PCV2 que contiene placas ELISA recubiertas con la proteína ORF2 de PCV2.

Examen macroscópico

Tras la necropsia, se estimó el porcentaje de superficie pulmonar consolidada para cada lóbulo y el porcentaje total de neumonía se calculó sobre la base de las proporciones ponderadas de cada lóbulo en relación al volumen total del pulmón15. Adicionalmente, se evaluó el tamaño de los ganglios linfáticos inguinales superficiales16.

Examen microscópico

Se evaluaron los ganglios linfáticos, el bazo y la amígdala para determinar la presencia y el grado de depleción linfática y el reemplazo granulomatoso de los folículos con una puntuación que oscilaba entre 0 (normal) y 3 (grave)17.

Por su parte, las secciones pulmonares se puntuaron en función de la presencia y la gravedad de la neumonía intersticial, con un rango de 0 (normal) a 6 (difusa grave)15, mientras que las secciones de íleon, hígado y riñón fueron clasificadas en función de la presencia de inflamación granulomatosa con una puntuación de 0 (ninguna) a 3 (grave).

Inmunohistoquímica

Se realizó una inmunohistoquímica (IHC) para la detección de antígeno de PCV2 sobre secciones de los pulmones, los ganglios linfáticos, las amígdalas y el bazo18, asignando una puntuación de 0 (sin señal) a 3 (más del 50% de los folículos linfoides con células con tinción de antígeno PCV2)17.

Se calculó la puntuación global de las lesiones de los tejidos linfoides17, obteniéndose una puntuación combinada para cada tejido linfoide:

Puntuación de depleción linfoide: 0-3

Puntuación de inflamación granulomatosa: 0-3

Puntuación IHC para PCV2: 0-3

De este modo, los cerdos se clasificaron en:

Sin lesiones: 0 Lesiones leves: 1-3

Lesiones moderadas: 4-6

Lesiones severas consistentes con PCVAD: 7-9

  Resultados  

GMD

No se observaron diferencias significativas en la GMD entre los grupos vacunados durante el periodo estudio. Sin embargo, sí se observó que, tras el desafío, el grupo control no vacunado tuvo la GMD más baja.

RESPUESTA CELULAR FRENTE A PCV2

El análisis de la respuesta celular especifica frente a PCV2 reveló que ambos grupos vacunados (VAC2a y VAC2b) tenían niveles significativamente más altos de células secretoras de IFN-γ específicas de PCV2d en comparación con el grupo de control.

RESPUESTA HUMORAL FRENTE A PCV2

Mientras que todos los cerdos vacunados eran seropositivos a PCV2 en el momento de la vacunación, todos dieron negativo para el ADN de PCV2 en suero, lo que sugiere la ausencia de replicación activa de PCV2 y la presencia de anticuerpos adquiridos de forma pasiva.

Todos los cerdos de ambos grupos vacunados tuvieron títulos de anticuerpos anti-PCV2 a los 21 dpv significativamente mayores que el grupo control.

En el momento del desafío con PCV2d, los títulos de anticuerpos no diferían entre los grupos VAC2a y VAC2b.

Mientras que todos los cerdos de todos los grupos fueron seropositivos a los 20 dpc, los títulos de anticuerpos frente a PCV2 fueron significativamente mayores en los grupos vacunados en comparación con los cerdos del grupo control (Gráfica 1).

VIREMIA PCV2

A los 5 dpc, el 15% de los cerdos VAC2a, el 15% de los cerdos VAC2b y el 30% de los cerdos control eran virémicos para PCV2.

A los 13 dpc, se detectó ADN de PCV2 en muestras de suero del 35% de los cerdos VAC2a, del 25% de los cerdos VAC2b y del 100% de los cerdos control.

A los 20 dpc, mientras que todos los cerdos control eran víricos, solamente el 5% de los cerdos VAC2a y el 10% de los cerdos VAC2b fueron virémicos para PCV2.

La duración media de la viremia por PCV2 en los cerdos infectados con PCV2 fue de 0,6 ± 0,2 semanas para los cerdos VAC2a, 0,5 ± 0,2 semanas para los cerdos VAC2b y 2,3 ± 0,1 semanas para los cerdos control. Así, la duración de la viremia por PCV2 fue significativamente más larga en los cerdos control.

LESIONES

Con respecto al examen de lesiones, la puntuación global de PCVAD puso de manifiesto 1 cerdo del grupo control con lesiones severas, 4 con lesiones moderadas, 6 con lesiones leves y 9 sin lesiones asociadas a PCV2.

Entre los grupos vacunados, se observaron lesiones leves en 3 cerdos VAC2a y 3 cerdos VAC2b, encontrándose tejidos normales en los restantes 17 cerdos de cada grupo.

 

  Conclusiones  

El objetivo de este estudio era determinar el nivel de protección cruzada de las vacunas basadas en PCV2a y PCV2b ante un desafío con PCV2d (actualmente el genotipo más prevalente).

La vacunación frente a PCV2, independientemente del genotipo, dio como resultado una inmunidad humoral y celular significativamente mayor en comparación con los cerdos control desafiados y no vacunados, tal como se evidencia en el aumento del número de células secretoras de interferón γ (IFN-γ) tras la estimulación de las células mononucleares de la sangre periférica recolectadas antes del desafío con PCV2d.

Además, las vacunas PCV2a y PCV2b redujeron la viremia de PCV2d y las lesiones patológicas asociadas. En las condiciones del estudio, las vacunas PCV2a y PCV2b indujeron respuestas inmunitarias y protección clínica frente a la coinfección con PCV2d y PPV2.

Dado que cada una de las cepas vacunales comparten un subconjunto discreto de epítopos de células B y células T con la cepa de desafío, predeciríamos que una vacuna bivalente que contenga ambos genotipos PCV2a y PCV2b podría mostrar un mayor grado de eficacia contra PCV2d en comparación con vacunas monovalentes. Futuros estudios explorarán esta hipótesis.

Traducido y adaptado de: Tanja Opriessnig, Anbu K. Karuppannan, Patrick G. Halbur, Jay G. Calvert, Gregory P. Nitzel, Shannon R. Matzinger, Xiang-Jin Meng. Porcine circovirus type 2a or 2b based experimental vaccines provide protection against PCV2d/porcine parvovirus 2 co-challenge. Vaccine, Volume 38, Issue 8, 2020

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