Predicción de la cobertura antigénica de las vacunas sobre secuencias de PCV2 de campo

Gracias a herramientas inmuno-informáticas como PigMatrix y EpiCC (Epitope Content Comparison) para la identificación de epítopos para células-T porcinas y el análisis de eficacia de vacunas, diversos estudios en varios países han arrojado un 34% de aumento de la cobertura de Suvaxyn® Gold PCV/MH. Bajo la premisa, en Chile se inició un proyecto de búsqueda y secuenciación de los genotipos de PCV2 prevalentes para determinar el grado de cobertura de las vacunas disponibles.

Predecir la cobertura de las vacunas frente a cepas contemporáneas de campo de PCV2 (basadas en lo que el animal “aprende” de la vacuna o inmunidad) es un extraordinario objetivo para lograr una mejora continua en la sanidad de los rebaños. Ahora esto puede lograrse con las nuevas herramientas inmuno-informáticas desarrolladas por EpiVax. Mediante el Análisis Comparativo del Contenido de Epítopes (EpiCC, en sus siglas en inglés) de los antígenos de las vacunas y aquellos de las cepas de campo. Esto se realiza en términos de los epítopos para células-T, que son las partes del virus que el sistema inmunológico del cerdo realmente reconoce y desarrolla la inmunidad específica para este virus el cual evoluciona a tasas similares a un virus RNA.

Esta herramienta inmuno-informática es parte de la tendencia mundial en el desarrollo de nuevas tecnologías para mejorar el entendimiento de aquellas herramientas que utilizamos para controlar enfermedades. “Esta tecnología se ha utilizado para desarrollar vacunas en humanos, y también para Influenza Porcina y otras enfermedades en salud animal. Nosotros, actualmente, la estamos implementando para PCV2 y para evaluar el impacto de las vacunas actuales y vacunas nuevas con más de un genotipo PCV2”, señaló José Angulo, Director Técnico Global en Desarrollo Comercial Porcino en Zoetis.

EpiCC considera las siguientes etapas en su proceso de análisis:

• Determinar cuáles son los posibles epítopos para las células T en PCV2.
• Determinar qué epítopos podría reconocer realmente el linfocito-T del cerdo, basado en CMH (Complejo mayor de histocompatibilidad).
• Comparar los epítopos presentes en los antígenos de las vacunas disponibles de PCV2 con los epítopos presentes en los aislados de campo:

1. En este análisis se utiliza la herramienta PigMatrix para predecir los epítopos para células-T en PCV2 del virus de campo y vacuna.
2. Luego EpiCC utiliza las predicciones de PigMatrix para determinar el contenido de epítopos para células-T compartidos entre una vacuna y una cepa de campo.
3. Luego se establece una puntuación EpiCC para la comparación de contenido de epítopos para células-T. (Fig. 1)

Mientras MAS ALTA es la puntuación del EpiCC, MAYOR es la cantidad de epítopos que cubre la vacuna.

Una forma de visualizar los resultados de esta herramienta es mediante gráficos de radar cuando se tienen múltiples secuencias de campo. Podemos ver un ejemplo en la figura 2 en que cada línea representa una secuencia de PCV2 de campo (A-O), cada círculo representa una secuencia vacunal y el número relativo de epítopos comunes de células-T se representa como la distancia desde el centro del gráfico hacia afuera (Puntuación EpiCC).

Entonces si tenemos una secuencia con una puntuación EpiCC en el área del centro del radar significa una baja cobertura de epítopos. Mientras que, con una puntuación mayor, más afuera en el gráfico, significa un alto porcentaje de epítopos de células-T compartidos, y por lo tanto una mayor cobertura.  

Figura 2. Gráficos de radar – Cuando hay múltiples cepas de campo

Figura 3. Análisis del contenido de epítopos de células-T.

En la figura 3, vemos un ejemplo de análisis de los epítopos para el virus influenza y el grado de cobertura de una vacuna sobre diferentes subtipos de SIV. Los círculos representan el grado de cobertura de la vacuna. El círculo más grande se correlaciona con una protección más amplia, vale decir, altos porcentajes de epítopos comunes de células T entre cepas. Los niveles de corte se basan en estudios de eficacia previos.

Un reciente estudio seleccionó una amplia representación de diferentes tipos de PCV2 procedentes de todo el mundo a lo largo del tiempo, dentro de las cuales había cepas de México, Brasil y Chile, tanto de secuencias contemporáneas de muestras locales como recopiladas de GenBank©. Se evaluaron 3 cepas vacunales, Zoetis PCV2a (Fostera PCV), Zoetis PCV2a/PCV2b (Suvaxyn Gold PCV) y vacuna PCV2a con base en Baculovirus. El análisis EpiCC determinó que Suvaxyn® Gold PCV/MH logró un aumento de la cobertura de 34% en promedio sobre la vacuna en base a baculovirus.

Figura 4.

Fuente: Bandrick M, et all. T cell epitope content comparison (EpiCC) analysis demonstrates a bivalent PCV2 vaccine has greater T cell epitope overlap with field strains than monovalent PCV2 vaccines. Vet Immunol Immunopathol. 2020.

Estudio piloto EpiCC en granjas chilenas (2020)

Ante los hallazgos a nivel global con diferentes secuencias de PCV2, se buscó determinar los genotipos prevalentes en el mercado chileno a través de un muestreo en base a sueros y fluidos orales de animales con signos clínicos sospechosos, cerdos bajo desarrollo y/o cerdos atrasados. Luego se secuenciaron, tanto en ORF1 y ORF2, los genotipos aislados para incorporarlos en el análisis EpiCC en coordinación con otras secuencias globales recopiladas por Zoetis. Los resultados fueron sorprendentes.

En esta primera etapa del proyecto de genotipificación, se pudo aislar PCV2 en cuatro sistemas de producción. Las secuencias finales arrojaron prevalencia de PCV2b, PCV2d, y en una unidad se identificó PCV2a. En dos planteles se identificó tanto PCV2b como PCV2d como un antecedente relevante si consideramos la opinión de los expertos acerca de la oportunidad que sucedan recombinaciones cuando existe coinfección de más de un genotipo en los animales de una granja.

Luego estas nuevas secuencias chilenas fueron procesadas mediante un Análisis Predictivo de Cobertura mediante el emparejamiento con aquellas previamente analizadas por EpiVax para predecir su puntaje EpiCC.

Figura 5. Resultados Análisis Predictivo de cobertura en granjas chilenas.

Suvaxyn® Gold PCV/MH mostró mayor puntaje EpiCC para las secuencias de PCV2 identificadas en granjas chilenas.

Figura 6. Resultados de Cobertura de epítopos de células T.

Suvaxyn® Gold PCV/MH mostró mejoras en cobertura antigénica contra virus identificados en casos clínicos versus vacunas en base solo a PCV2a.

• 32% mayor cobertura sobre PCV2a AltVac-2
• 40% mayo cobertura sobre PCV2a AltVac
• 28% Mayor cobertura sobre PCV2a Vac

Conclusiones

A pesar de que las vacunas actuales de PCV2 han demostrado un buen control de la enfermedad, PCV2 todavía está evolucionando y ocasionando problemas en granjas.

Suvaxyn® Gold PCV/MH (PCV2a/PCV2b) ofrece una amplia cobertura inmunológica con la oportunidad de mejorar el control de esta enfermedad.

La herramienta EpiCC ofrece una forma de evaluar el impacto de la divergencia genética en la cobertura de epítopos de células-T en las vacunas actuales de PCV2.

Suvaxyn® Gold PCV/MH ha demostrado una mejora en la respuesta inmune mediada por células de reacción cruzada más amplia en comparación con vacunas monovalentes (PCV2a).

En granjas chilenas, Suvaxyn® Gold PCV/MH mostró 32% en mejora de la cobertura antigénica contra secuencias identificadas en casos clínicos y subclínicos.