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La avicultura es una de las industrias agropecuarias de más rápido crecimiento y contribuye significativamente a la seguridad alimentaria mundial y al alivio de la pobreza. Aunque se espera que la producción avícola crezca un 24 % en la próxima década, este crecimiento solo puede ser posible si las pérdidas por enfermedades infecciosas se controlan con éxito mediante la bioseguridad y vacunas eficaces.
Las vacunas vivas y muertas modificadas convencionales han evitado con éxito las pérdidas causadas por muchas enfermedades avícolas.
- Sin embargo, tienen muchas limitaciones y, recientemente, las vacunas recombinantes se han convertido en una nueva herramienta importante para proteger a las aves de corral contra patógenos importantes.
Vacunas avícolas recombinantes
Actualmente, dos virus, el herpesvirus del pavo (HVT) y el virus de la viruela aviar atenuada (FPV) se utilizan ampliamente como vectores para vacunas avícolas recombinantes y numerosos laboratorios están trabajando en el desarrollo de vectores del virus de la enfermedad de Newcastle (NDV).
Además, también está disponible comercialmente una vacuna de MDV de serotipo 1 recombinante.
Ventajas de vacunas recombinantes
Las vacunas recombinantes, especialmente las basadas en HVT, FPV y MDV-1, tienen claras ventajas sobre las vacunas vivas modificadas convencionales para aves de corral:
- No producen reacciones posvacunales
- Son fenotípicamente estables
- No revierten a la virulencia
- No se transmiten horizontalmente
- En la mayoría de los casos, no son neutralizadas por anticuerpos derivados de la madre
Administración de las vacunas recombinantes
Además, estas vacunas recombinantes se pueden administrar convenientemente en el criadero mediante inyección subcutánea al día de edad y/o in ovo (las agencias reguladoras de cada país pueden tener diferentes restricciones).
Desarrollo y aprobación de vacunas recombinantes
Sin embargo, el desarrollo y la aprobación de las vacunas recombinantes son bastante largos y, antes de obtener la licencia, se necesita una evaluación de la seguridad, la eficacia, la inmunogenicidad y la estabilidad genética y fenotípica de la vacuna.
Varias proteínas inmunogénicas de enfermedades importantes de las aves de corral se han expresado con éxito en vectores FPV, HVT y NDV:
- VP2 (proteína viral 2), la principal proteína estructural del virus de la bursitis infecciosa (IBDV) que induce anticuerpos neutralizantes.
- F (glucoproteína de fusión) del virus de la enfermedad de Newcastle (NDV) que induce anticuerpos neutralizantes del virus.
- Glicoproteínas (gB, gD y gI) del virus de laringotraqueítis infecciosa (ILTV), proteínas inmunogénicas que inducen respuestas inmunitarias humorales y mediadas por células.
- HA (hemaglutinina), el principal antígeno inmunogénico del virus de la influenza aviar (IA) (AIV), induce anticuerpos neutralizantes y media la protección contra los signos clínicos y la mortalidad.
- Antígenos 40k y mgc-3 de Mycoplasma gallisepticum (MG).
Vacunas basadas en vectores del virus de la viruela aviar (FPV)
El virus de la viruela aviar -FPV- fue el primer virus avícola desarrollado como vector viral para proteger contra otras enfermedades aviares.
FPV tiene un gran genoma de ADN de doble cadena que puede acomodar casetes de expresión con varios genes extraños que codifican proteínas inmunogénicas de otros patógenos.
Los FPV recombinantes se generan mediante recombinación homóloga convencional en células infectadas por virus, lo que da como resultado la inserción del casete de expresión en regiones no esenciales del genoma del vector.
- En las vacunas vectorizadas con FPV, la expresión del gen extraño está controlada por un promotor específico del FPV.
La Figura 1 representa un esquema de los genes de expresión de FPV recombinantes actualmente disponibles de NDV, ILTV y AIV.
Vacunas basadas en vectores del herpesvirus de pavo (HVT)
HVT tiene un gran genoma de ADN de doble cadena que puede acomodar casetes de expresión con varios genes extraños que codifican proteínas virales inmunogénicas de otros patógenos.
- Los HVT recombinantes se generan por recombinación homóloga convencional en células infectadas por virus, o por recombinación de clones de cósmidos superpuestos o mutagénesis BAC, lo que resulta en la inserción del casete de expresión en regiones no esenciales del genoma del vector.
- En HVT, la expresión del gen extraño está controlada por varios promotores eucariotas disponibles.
La Figura 2 representa un esquema de las vacunas HVT recombinantes actualmente disponibles.
- Las vacunas de vector HVT de primera generación contenían un gen extraño de un solo patógeno y podrían proteger contra la enfermedad de Marek y la otra enfermedad.
- Dado que los pollos están expuestos a múltiples patógenos a una edad temprana, se intentó administrar múltiples vacunas de vector de inserción única simultáneamente.
- Esta resultó no ser una opción viable debido a la interferencia de la vacuna, lo que llevó a una protección comprometida contra una o más de las enfermedades y un control deficiente de las coinfecciones.
- Entre ellos, se ha documentado la interferencia más grave para la protección de ILT cuando HVT-ILT se administró simultáneamente con otras vacunas vectorizadas de HVT.
El trabajo realizado por nuestros laboratorios también mostró interferencia entre HVT-IBD y HVT-NDV cuando se administran simultáneamente.
Por otro lado, no se detectó ninguna interferencia significativa contra la protección contra la IA o la ND cuando se administraron conjuntamente las vacunas HVT-AI y HVT-ND.
Además, la combinación de vacunas de vector HVT con vacunas HVT convencionales también tuvo un efecto negativo en la protección contra ND, ILT, AI y IBD pero no contra MD.
Para evitar la interferencia de la protección, se han desarrollado vacunas de vector HVT de segunda generación que portan genes de dos patógenos virales y están comercialmente disponibles (Tabla 1).
Los avances recientes en la tecnología de ingeniería genética (por ejemplo, el uso de herramientas CRISPR/Cas9) permiten la inserción relativamente fácil de varios genes extraños en vacunas de vectores.
Actualmente, los investigadores estan examinando la estabilidad, seguridad y eficacia de las vacunas de vector HVT con casetes de expresión para otros tres virus.
El genoma del NDV consiste de una sola molécula de ARN y se ha evaluado durante mucho tiempo como vector viral (Figura 3).
Vacuna recombinante del virus de la enfermedad de Marek’s (serotipo 1)
Los retrovirus insertan su genoma en el genoma de grandes virus de ADN como FPV y MDV.
- Estudios de laboratorio mostraron que la inserción del LTR (promotor) del virus de la reticuloendoteliosis (REV) en el genoma de un virus MDV-1 virulento resultó en su atenuación.
Para mejorar las propiedades de protección de las vacunas MDV-1, nuestros laboratorios generaron un virus CVI988 recombinante con la LTR de REV (CVRM).
- Se ha demostrado que este virus recombinante (Tabla 1) se replica a niveles más altos en cultivos celulares y en pollos e induce una protección más temprana (5 días después de la eclosión) que las vacunas tradicionales de CVI988.
Conclusión
A pesar de las ventajas de utilizar vacunas con vectores HVT y FPV para controlar importantes enfermedades avícolas, es necesario evaluar más a fondo varias cuestiones que podrían afectar la protección que confieren para optimizar, aún más, su eficacia.
Además, con el fin de mejorar la protección contra las cepas vvMDV y vv+MDV, la generación de vacunas de vector recombinante MDV-1 (Rispens u otros) o MDV-2 (SB-1) que podrían administrarse conjuntamente con vacunas de vector recombinante HVT debe ser investigada.
La prevención es el medio más eficaz para controlar infecciones virales
La protección contra múltiples enfermedades con vacunas vectorizadas multivalentes no sólo acelera los procesos de vacunación y reduce el costo de producción, sino que también mejora el bienestar de las aves al reducir el estrés asociado con la manipulación y las vacunas múltiples.
Los avances recientes en las tecnologías de manipulación genética, que han ampliado nuestra capacidad para generar vacunas recombinantes y de vectores multivalentes de manera más eficiente, facilitarán los avances en el desarrollo de vacunas y el éxito de la industria avícola.
Entre ellos se encuentra:
- Una mejor comprensión del inicio de la inmunidad.
- Mejora de la inmunidad de la mucosa contra los virus respiratorios y la posterior secreción del virus.
- La posible interferencia de los anticuerpos maternos y de vacunaciones o infecciones previas.
- El uso de inmunoduladores para mejorar la protección.
- La interferencia con otras vacunas no vectoriales.
- La función de genes virales que pueden ser eliminados o mutados para mejorar la replicación del virus o vector y eliminar la patogenia.
