3- Tecnologias de ProducciÓn de Vacunas

8/14/2019 3- Tecnologias de Produccin de Vacunas

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3. TECNOLOGAS DE PRODUCCIN DE VACUNAS

En las tablas 3.1 y 3.2 se resumen los principales procedimien-

tos clsicos y modernos de produccin de vacunas. En la tabla 3.3 se

comparan las principales caractersticas de los productos vacunales

obtenidos con las principales tecnologas, clsicas y modernas de pro-

duccin de vacunas.

3.1. TECNOLOGA CLSICA DE PRODUCCINDE VACUNAS INACTIVADAS

3.1.1. Inactivacin de bacterias o virus enteros

Bacterias enteras

Inactivacin mediante el calor y el fenol de las bacterias enteras

obtenidas de cultivos. Son ms reactgenas que las vacunas de subuni-dades, ya que el producto no es sometido a ningn tipo de purificacin.

Un hecho de reciente adquisicin es que estas vacunas pueden ser bien

toleradas por va oral e incluso resultan ms inmungenas.

Virus enteros

Los virus vivos obtenidos de cerebro de cordero (rabia), de

cerebro de ratn (encefalitis japonesa), cultivados en huevo embrio-

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Tabla 3.1.Tecnologas clsicas de produccin de vacunas

Vacunas vivas atenuadas

Virus patgenos en animales que no lo son para el hombreViruela, rotavirus

Pases sucesivos en medios de cultivo (bacterias) o cultivos celu-lares (virus), hasta la obtencin de la atenuacinBCG, sarampin, rubola, parotiditis, varicela

Vacunas inactivadas

Inactivacin por calor, formaldehdo b-propiolactona o timerosalde bacterias o virus enterosTifoidea, clera, polio tipo Salk, gripe inactivada

Inactivacin por calor y formaldehdo de antgenos secretados(toxinas)Difteria, ttanos, toxina pertsica

Obtencin de fracciones inmunizantes virales o bacterianasnaturalesAgHBs (hepatitis B plasmtica)Subunidades virales (gripe)Polisacridos capsulares (H. influenzaeb, meningococo A-C,

neumococo)Fracciones antignicas de bacterias (tos ferina)

Fuente: Salleras L. Tecnologas de produccin de vacunas I: vacunas vivasatenuadas. Vacunas Inves Pract 2002; 1: 29-33


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Tabla 3.2.Tecnologas modernas de produccin de vacunas

Vacunas vivas atenuadas

Obtencin de variedades cold adaptedGripe

Virus reasortados (reassorted virus)Rotavirus, gripe

Atenuacin molecular de los patgenosTuberculosis, Salmonella, Shigella

Vacunas gnicas Vectores vivos atenuados de genes, virales (poxvirus, adenovirus) o

bacterianos (BCG,Salmonella)Hepatitis B, gripe, herpes simple, polio, tuberculosis, VIH, E. Colienteropatgeno

Vacunas de ADN (plsmidos)Malaria, sida, gripe, hepatitis B, herpes simple

Vacunas inactivadas

Conjugacin de polisacridos capsulares con protenasHaemophilus influenzae tipo b, neumoccica heptavalente,meningoccica C

Obtencin de antgenos inmunizantes por recombinacin genticaHepatitis B recombinante, clera (toxina B), toxina pertsica, Enf.Lyme

Expresin de protenas inmunizantes en plantas (vacunascomestibles)E. coli enterotoxignico, hepatitis B, subunidades B de la toxinacolrica

Obtencin de antgenos inmunizantes por sntesis qumica (vacu-nas peptdicas)Malaria

Fuente: Salleras L. Tecnologas de produccin de vacunas I: vacunas vivas

atenuadas.


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Tabla3.3.

Ca

ractersticasdelasvacunascomercializadasyenfase

deinvestigacinob

tenidascontecnologasclsicasymoderna

sdeproduccindevacunas

*V

acunasobtenidascontecnolog

asclsicas.

**V

acunasobtenidascontecnolog

asmodernas.

Fuente:SallerasL.

TecnologasdeproduccindevacunasI:vacunasvivasatenuadas.Vacunas

InvesPract2002;

1:29-33

Vacunascomercializadas

Vacunasenfasedeinvestiga

cin

Virusatenu

ados*

Inactivados

*

Protenas

Pptidos

Vectoresvivos

Vacunas

recombinantes*

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*

*

degenes**

deADN**

Elagente

Elagente

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Lo

sgenesque

patgeno

es

patgeno

codificala

pptidosque

codificanlos

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cultivado

virulentoes

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incluyen

antgenos

antgeno

Tecnologas

encondicio

nes

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i

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deproduccin

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qumicos

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ovirus

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atenuados

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S

S

S

S

Posiblemente

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M

uyestable

Estabilidad

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Estable

Estable

Estable

Nomuyestable

(inclusoa

re

lativa

elevada

te

mperatura)


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*

Vacunasobtenidascontecnolo

gasclsicas.

**

Vacunasobtenidascontecnolo

gasmodernas.

Fu

ente:SallerasL.

Tecnologasd

eproduccindevacunasI:vac

unasvivasatenuadas.Vacunas

InvesPract2002;1:29-33

Tabla3.3.

(cont.)

Ca

ractersticasdelasvacunascomercializadasyenfase

deinvestigacinob

tenidascontecnologasclsicasymoderna

sdeproduccindevacunas

Tipoderespuesta

Humora

l

Humoral

Humoral

in

munitaria

ycelula

r

Humoral

Humoral

Humoral

ycelular

ycelular

Puederevertir

No

No

No

Elvectorpuede

No

R

eversin

alaform

a

revertiralaforma

virulent

a

virulenta

A

dyuvantes

No

S

S

S

No

No

Vacunacin

neonatal

No

No

No

No

No

S


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nado de pato (rabia) o de pollo (gripe), obtenidos de cultivos celulares

(poliomielitis, rabia) u obtenidos mediante la lisis de las clulas infec-

tadas y posterior purificacin bioqumica de las partculas de virus

(hepatitis A), son inactivados mediante agentes qumicos como el for-

maldehdo, la etilenamina y la beta-propiolactona. Como adyuvantes

de algunas de estas vacunas se utilizan las sales de aluminio.

3.1.2. Inactivacin por calor y formaldehdo de antgenossecretados (toxinas)

Los toxoides o anatoxinas son vacunas obtenidas sometiendo la

toxina purificada extrada de los cultivos a la accin del calor y delformaldehdo o glutaraldehdo, lo que elimina su capacidad patogni-

ca conservando la inmunizante.

La detoxificacin qumica de la toxina tiene como inconve-

nientes:

Alteracin los eptopos con la consiguiente reduccin de inmuno-

genicidad

Potencial de reversin del toxoide a la forma biolgica activa conla consiguiente vuelta a la patogenicidad.

Para evitar estos inconvenientes se ha utilizado la tecnologa de

ADN recombinante para producir un toxoide estable.

3.1.3. Obtencin de fracciones inmunizantes virales

Hay dos tipos de vacunas de subunidades del virus de la gripe:

Las fraccionadas se obtienen tratando los virus decantados decultivos de embriones de pollo con disolventes orgnicos, bsica-

mente el ter. Los fragmentos obtenidos contienen fracciones de

las protenas de la membrana del virus, incluidas las inmungenas

(glucoprotena y neuroaminidasa).

Las purificadas se obtienen tratando los virus con detergentes(dodecil sulfato) para obtener las glucoprotenas inmunizantes

completamente purificadas.

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Estas vacunas son menos reactgenas que las de virus enteros,

por lo que estn especialmente indicadas en nios. Recientemente se

han obtenido vacunas de subunidades de inmunogenicidad incremen-

tada mediante la utilizacin de nuevos adyuvantes, el MF59, una

emulsin de aceite en agua y los liposomas (virosomas).

3.1.4. Obtencin de fracciones inmunizantes bacterianas

En laBordetella pertussis se han identificado cuatro fracciones

bacterianas (hemaglutinina filamentosa, pertactina y dos fimbrias o

aglutingenos) y una exotoxina (toxina pertussica) inmunizantes.

Estas protenas pueden extraerse de los cultivos y una vez purificadasse utilizan como protenas inmungenas en la vacuna acelular. Se con-

sigue una vacuna igual de inmungena y protectora que la de clulas

enteras, pero menos reactgena.

3.1.5. Vacunas de polisacridos capsulares

En muchas de las bacterias encapsuladas los anticuerpos frente

a los polisacridos de la cpsula son protectores frente a la infeccinbacteriana, por lo que se han utilizado estos polisacridos como ant-

genos inmunizantes en la preparacin de vacunas. Estas vacunas son

inmungenas en los nios mayores de dos aos y en los adultos, pero

la proteccin es de corta duracin, ya que al tratarse de antgenos T

independientes la respuesta de anticuerpos es principalmente del tipo

Ig M y no despiertan memoria inmunolgica.

3.1.6. Protenas inmunizantes virales de origen natural

La vacuna plasmtica frente a la hepatitis B se obtiene purifi-

cando el AgHBs (antgeno de superficie) obtenido de plasma humano

e inactivndolo con hasta tres tcnicas (segn el fabricante) para des-

truir cualquier virus de la hepatitis B o de otro tipo presente en el plas-

ma donante. En la actualidad, en los pases desarrollados, se ha susti-

tuido por la vacuna obtenida por recombinacin gentica.


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3.2. TECNOLOGA CLSICA DE PRODUCCINDE VACUNAS VIVAS

3.2.1. Atenuacin mediante pases sucesivos en medios de cultivo(bacterias) o en cultivos celulares (virus)

3.2.2. Variantes de otras especies

Utilizacin de virus que causan en los animales enfermedades

parecidas a las enfermedades humanas que se pretenden prevenir y

presentan inmunidad cruzada con el agente infeccioso que la causa. Laidea es que el virus animal acte como atenuado en los humanos pero

desencadene una respuesta inmunitaria suficiente para la prevencin

de la enfermedad humana relacionada.

3.3. TECNOLOGA MODERNA DE PRODUCCIN DEVACUNAS INACTIVADAS

3.3.1. Conjugacin de polisacridos capsulares con protenas

Para corregir los defectos de los polisacridos capsulares (ver

3.1.5) hay que conjugarlos con una protena transportadora, como el

toxoide diftrico o el tetnico, para convertirlos en antgenos T depen-

dientes. Estas vacunas son inmungenas en nios menores de dos aosy proporcionan memoria inmunolgica, por lo que la proteccin con-

ferida es de por vida y la respuesta de anticuerpos es principalmente

tipo Ig G.

3.3.2. Obtencin por sntesis qumica (vacunas peptdicas)

Cuando se conoce la identidad de los antgenos protectores, las

vacunas pueden consistir en preparaciones purificadas de esas mol-

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culas. Las molculas peptdicas con propiedades inmungenas poseen

las ventajas siguientes:

Se trata de entidades qumicamente definidas, cuya composicin

responde a una frmula exacta, y para su obtencin constituye unafuente ilimitada de material.

Sus estructuras, en general, son ms simples: representan a un

solo eptopo para los receptores de estmulo de los linfocitos B, o

para los determinantes antignicos de los linfocitos T.

Carecen de eptopos y de determinantes antignicos biolgica-

mente indeseables, por lo que en s mismos no tienen los riesgos

de poder dar lugar a ningn trastorno de naturaleza autoinmune.Aunque se ha avanzado mucho en la qumica de las protenas,

el problema consiste en que importantes eptopos poseen una configu-

racin estructural no lineal en el espacio, no disponindose en muchas

ocasiones de la tecnologa adecuada para obtener lo que se necesita.

Hasta el momento no se ha comercializado ninguna vacuna de este

tipo para uso en humanos.

3.3.3. Protenas inmunizantes obtenidas por recombinacingentica

La tecnologa de ingeniera gentica del DNA-recombinante

permite, en general, preparar cualquier secuencia proteica natural o

imaginaria. Para ello se insertan los plsmidos que contienen los genes

que codifican para la protena inmunizante en una gran variedad de

sistemas in vivo (levaduras, bacterias, virus, clulas de insectos, culti-

vos celulares de mamferos).

3.3.4. Protenas inmunizantes expresadas en plantas(vacunas edibles o comestibles)

El gen que codifica para la protena inmunizante se introduce

en plantas (que luego expresarn la protena) mediante dos formas:

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3.4.3. Atenuacin molecular mediante tcnicas de recombinacingentica

Virus:

Con esta tcnica se modifican o se separan genes del virus con

el fin de lograr mutaciones estables que eliminen el riesgo de rever-

sin a la patogenicidad del agente. Esta tecnologa se ha aplicado para

la obtencin de variantes atenuadas de los virus del herpes simple,

gripe y poliomielitis, aunque ninguna de ellas ha sido comercializada

hasta el momento.

Bacterias:

Las tcnicas son similares a las utilizadas para la atenuacin de

virus. Se inicia con la identificacin del gen responsable de la viru-

lencia de las bacterias o de su habilidad para colonizar y sobrevivir en

determinados tejidos del husped. A continuacin mediante la tecno-

loga de ADN recombinante se procede a eliminar el gen, o abolir omodular su expresin in vivo. La primera vacuna anticolrica obteni-

da con esta tecnologa ha sido la vacuna anticolrica oral CVD 103-

HgR.

3.4.4. Atenuacin mediante mutagnesis qumica

La nica vacuna bacteriana viva atenuada obtenida mediante la

atenuacin por mtodos qumicos y comercializada es la antitifoideaoral TY21a. El agente mutagnico qumico utilizado fue la nitroso-

guanidina.

3.5. FUTURO DE LA INVESTIGACIN EN VACUNAS

Las prioridades de investigacin deben establecerse en funcin

de la epidemiologa de la enfermedad (que marca la necesidad de la


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vacuna), la factibilidad de obtencin de la vacuna y el coste de las

investigaciones necesarias para su desarrollo. En la tabla 3.4 se indi-

can los niveles de prioridad en el desarrollo de vacunas preventivas

contra enfermedades infecciosas en funcin del coste-efectividad pre-

sumible del programa de vacunacin en los Estados Unidos (1999).

Los nuevos sistemas de produccin (vacunas de vectores vivos

de genes, vacunas de cidos nucleicos, vacunas de anticuerpos anti-

idiotpicos, vacunas peptdicas) y las nuevas estrategias en la formu-

lacin (tcnicas de microencapsulacin para conseguir vacunas

poliantignicas de liberacin lenta en el organismo; y utilizacin de

adyuvantes e inmunomoduladores para aumentar la potencia inmun-

gena de la vacuna) prometen en un futuro prximo mejorar las vacu-

nas existentes y conseguir nuevas vacunas eficaces frente a enferme-

dades como la tuberculosis, el sida o la malaria que constituyen

importantes problemas de salud pblica.

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Tabla 3.4.Niveles de prioridad en el desarrollo de vacunas segn coste-

efectividad. Estados Unidos 1999

NIVEL DE PRIORIDAD VACUNAS

I CitomegalovirusCoste-efectividad

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