Vacunación intrauterina como vía de inmunización en porcino

Vacunas para la ganadería

Las vacunas son utilizadas para prevenir la propagación de enfermedades causadas por microorganismos. Las vacunas efectivas previenen la enfermedad en los individuos, y también previenen la transmisión de bacterias y virus dentro de la población. Si se reduce la transmisión de bacterias debido a una reducción en la excreción, hay menor necesidad para el uso de antibióticos y menor posibilidad de que las bacterias se vuelvan resistentes a los antibióticos. Las vacunas son una importante alternativa a los antibióticos, y son imprescindibles para mantener a los cerdos sanos y la granja rentable.

Vías de inmunización

Habitualmente las vacunas se inyectan en el músculo, pero cuando se trata de ganado, la administración intramuscular implica mucho trabajo para el personal, resulta estresante para los animales y representa un riesgo de seguridad por la rotura de agujas y los pinchazos accidentales. Se necesitan estrategias de vacunación alternativas que puedan adaptarse a programas de vacunación masiva, como pueden ser las vacunas orales en el agua o el pienso. Sin embargo, es difícil hacer un seguimiento de la cantidad de vacuna que recibe cada animal en un corral cuando se administra en el pienso o en el agua.

Estrategia vacunal alternativa (vacuna intrauterina)

Para que una estrategia de vacunación efectiva sea usada en porcino, las vacunas deben proteger contra la enfermedad, pero también deben ser fáciles de administrar e incorporarse a las prácticas de manejo actuales. Nuestro equipo, dirigido por la Dra. Heather Wilson, busca actualmente formas de incorporar las vacunas dentro del manejo reproductivo de las cerdas y primerizas. La inseminación artificial (IA) es una práctica habitual en más del 90% de las granjas, lo que hace que el útero sea fácilmente accesible para la vacunación. Cuando las cerdas entran en celo, presentan una respuesta de lordosis (reflejo de inmovilidad), lo que significa que permanecen rígidas durante un corto período de tiempo, haciendo segura la administración de vacunas. Estamos probando si las vacunas administradas directamente en la bolsa de semen pueden dar lugar a una respuesta inmunitaria eficaz sin afectar a la función del semen ni a la fertilidad.

Desarrollo de la vacuna intrauterina

Nuestro equipo ha realizado varios experimentos con reproductoras. En uno de los experimentos iniciales, se tomaron cerdas que ya habían recibido una vacuna comercial intramuscular contra el parvovirus porcino (PVP) en la gestación anterior. A continuación, se administró una vacuna contra el PVP en la dosis de semen inmediatamente antes de realizar la inseminación habitual. Las cerdas que recibieron la vacuna intrauterina mostraron un aumento de los anticuerpos en sangre, lo que indica que el útero podría ser una potencial vía para la vacunación (Hamonic et. al 2020).

En experimentos posteriores, las primerizas recibieron una vacuna contra el virus de la diarrea epidémica porcina (vDEP) en el semen como primovacunación (nunca habían sido vacunadas ni expuestas al vDEP). La vacunación intrauterina se realizó en 3 ciclos de celo diferentes ((al 2° y 3° celo las primerizas recibieron una dosis de semen muerto por calor + vacuna. Al 4° celo recibieron una dosis de semen normal + vacuna; la vacuna se agregó solo en la primera dosis de semen de cada ciclo). Las cerdas de reposición vacunadas intrauterinamente tenían anticuerpos significativamente elevados contra el vDEP en su suero, tejido uterino y calostro. Además, el número de lechones nacidos, su peso al nacer y su patrón de crecimiento a lo largo de varias semanas fueron comparables a los de los lechones nacidos de las cerdas control. Estos resultados iniciales sugieren que la inmunización intrauterina puede no afectar a la fertilidad, la salud de los lechones o el ritmo de crecimiento, todos ellos factores críticos para el desarrollo de esta novedosa vía de inmunización. Cuando se les infectó experimentalmente con el vDEP, observamos que los lechones nacidos de cerdas vacunadas intrauterinamente mostraban cierta protección pasiva frente a la infección del vDEP por parte de sus madres, pero que los títulos de anticuerpos neutralizantes en el calostro no eran lo suficientemente altos como para protegerlos completamente contra la enfermedad. También investigamos la administración de la vacuna sin semen a las cerdas en su primer celo. Aunque este enfoque demostró que la vía seguía siendo eficaz, no creemos que se aplique fácilmente, ya que requiere más trabajo (Choudhary et. al 2021). La administración de la vacuna con el semen será una opción mucho más atractiva para los productores.

Para mejorar aún más la eficacia de la vacuna y maximizar la protección pasiva, estamos mejorando la formulación de la vacuna utilizando nanopartículas que encapsulan el antígeno y los adyuvantes juntos. Este enfoque nos permite poner adyuvantes más fuertes en la nanopartícula con el antígeno para mejorar la respuesta inmune sin tener ningún impacto negativo en el semen. Utilizamos nanopartículas de PLGA (poliácido láctico-co-glicólico) porque son una de las nanopartículas biodegradables más eficaces y la FDA estadounidense las aprueba en los sistemas de administración de fármacos.

Mecanismo propuesto de reconocimiento de la vacuna en el útero

No está claro cómo actúa el útero como lugar de inducción inmunitaria porque no hay órganos inmunitarios especializados visibles, como las placas de Peyer que están presentes en el intestino. Sin embargo, existe un aumento natural de células inmunitarias procedentes de la sangre hacia el útero en el momento del celo y después de la IA con semen. Estas células inmunitarias se encargan de eliminar los detritus y/o los espermatozoides muertos. La vacunación intrauterina puede aprovechar esta respuesta inmunitaria natural frente al semen. Estamos investigando si las células inmunitarias permanecen en el útero para generar una respuesta inmunitaria o si estas células inmunes o la vacuna migran hacia los nódulos linfáticos que drenan ese área.

Determinar cómo actúa el útero como lugar de vacunación puede permitirnos mejorar nuestras vacunas.

Nuestro equipo muestra que la vacunación intrauterina es innovadora, parece ser segura y respetuosa con los animales y se puede incorporar fácilmente a las prácticas ganaderas actuales. Nuestros futuros experimentos consisten en determinar si la inmunización intrauterina puede proteger contra enfermedades reproductivas críticas como el virus del PRRS en cerdas y cerdas de reposición y también proteger a los lechones contra importantes enfermedades neonatales debidas al rotavirus, Escherichia coli, Streptococcus suis, etc., a través de la inmunidad pasiva por medio del calostro.