Vaccine platforms: What’s currently available? Amy Gill. USDA
La presión del sector se está incrementando para encontrar soluciones a patologías emergentes. Las opciones se agrupan en cuatro puntos:
Los productos de la plataforma se clasifican como productos iniciales, realizados por sistema de vectores de expresión e interés genético (GOI). Para que sean permitidos es preciso que sean estables, que no pueda haber cambios excepto en la variante definida, como el ejemplo de la vacuna de gripe donde al H1 se le añade N1 o N2 en vez de N3. La prescripción de productos biológicos veterinarios se preparará de forma animal individual, siendo prescritas por los propios veterinarios y testadas por seguridad, pureza y ausencia de efectos secundarios. Se limitan especies, edad, volumen de dosis, ruta, mezclas, almacenamiento, máximo contenido de antígeno en el primer producto aprobado. Para la prescripción del producto, tanto veterinarios como productores deben partir del aislamiento a nivel de granja, su producción debe tener referencias documentadas y demostrar eficacia. Las diferencias entre el registro en la Plataforma VSM 800.213 y Prescripción VSM 800.214 se centran en que en la primera no se precisa prescripción veterinaria y en la segunda no es factible que se generen productos con nuevas variantes, así como tener cierta limitación para agentes y especies. La aplicación de vacunas en la práctica requiere conocer cómo puede excretarse, edad de aplicación, impacto sobre la inmunidad maternal y duración de esta, así como el mantenimiento de su flexibilidad de aplicación durante el tiempo. Los productos de plataforma y de prescripción no pueden ser vivos, al igual que las vacunas autógenas, pero sí seguros no como estas últimas. Deben testar su potencial y realizar estudios de seguridad. En cuanto a los estudios de eficacia las vacunas de plataforma los requieren, pero las de prescripción no.
Commercial vaccine development and considerations of vaccine use under field conditions. M Roof. Iowa State University
Trabajó 25 años en el desarrollo de vacunas en base a los cuatro pilares: seguridad, eficacia, potencia y pureza. La eficacia se lleva a cabo mediante pruebas en animales, demostrando la significancia estadística de la reducción de la enfermedad, poniendo el foco en la reducción de los signos clínicos, pero no tanto en el impacto en parámetros productivos. En cuanto a la eficacia, se centran en la mínima dosis inmunitaria (MID), como la requerida para reducir la clínica. Las condiciones de uso en la práctica no siempre están muy claras en los estudios científicos presentados. La ruta de administración, la dosis y el número de dosis, así como la edad de los animales son factores críticos para definir los registros y trasladarlo a las etiquetas. Observamos en las etiquetas informaciones controvertidas en numerosas ocasiones que hacen dudar de sus correctas indicaciones (no vacunar animales gestantes, no se ha demostrado seropositividad en lechones, no se ha establecido la duración de la inmunidad…). En algunos casos se trata de evitar recomendaciones por impactos negativos o falta de información.
El tiempo de vacunación depende mucho de numerosos factores como la exposición al patógeno, la exhibición de los signos clínicos, el estado de inmunidad maternal, los días para inducir la inmunidad necesaria, poder vacunar con presencia del virus campo, presencia de otros agentes infecciosos concomitantes (Salmonella, PCV, PRRS) y presión de infección.
Las cerdas son la fuente de patógenos de los lechones lactantes y los beneficios de la vacunación son evidentes para reducir la clínica o modificar el grado de inmunidad del efectivo. La vacunación de las madres tiene ventajas económicas sobre la vacunación de cerdos y más en la prevención de problemas a edades tempranas, con un potencial de reducción o eliminación de patógenos transmitidos por las cerdas a la descendencia, debiendo considerar cuánto dura la inmunidad maternal y si interfiere con la generación de inmunidad a posteriores vacunas.
La mejor opción es la vacunación de animales negativos para reducir el riesgo de infecciones futuras por virus campo. Esperar que los AC maternales decaigan y se negativicen los lechones supone un elevado riesgo sanitario. La inmunidad maternal suele tener una elevada variabilidad en nivel y duración entre cerdas y su camada. Vacunar fuera del rango de edad recomendado en la etiqueta tiene riesgos y consecuencias potenciales, especialmente en las vacunas vivas, respecto a su eficacia y seguridad. El uso fuera de lo recomendado en la etiqueta tiene riesgos cuando combinamos vacunas vivas con inactivadas, asociados a diferentes adyuvantes (algunos incompatibles – acuoso, aceite, liposomas), reducción de su potencial antigénico, mayor número de reacciones en el punto de inoculación (reactividad), dudas en el punto de corte de dosis efectiva y reducción de la inmunogenicidad. En algunos casos se utilizan dosis parciales para reducir costos o mejorar inmunidad, pero debemos tener en cuenta que la dosis recomendada es la que se ha demostrado eficaz, que se han testado en animales sanos y en condiciones óptimas, que su manejo y estabilidad se reducen con el tiempo y que las empresas trabajan en base al beneficio.
Los anticuerpos generados por la vacuna y las infecciones concurrentes generan cambios en la inmunidad, de forma que diferentes dosis o momentos de aplicación pueden alterar la adecuada inmunidad. Las combinaciones de vacunas son convenientes al reducir el trabajo de aplicación y deben ser costos eficientes, valorando la interferencia antigénica, el tiempo de aplicación óptimo para todos los agentes y las reacciones en el punto de inoculación. Las empresas necesitan de 2-6 años y una gran inversión para aprobar un producto.
Vaccines and maternal antibody. P. Pineyro. Iowa State University
La composición del calostro es rica en proteínas - inmunoglobulinas (IgG) y nutrientes esenciales (lípidos e hidratos de carbono, además de componentes no nutricionales importantes como minerales, vitaminas, exosomas, leucocitos, hormonas, oligosacáridos). Además de inmunoglobulinas, el calostro contiene leucocitos (neutrófilos 40%), T linfocitos 30%, B linfocitos 13-16%, macrófagos 7-11%) y citoquinas proinflamatorias (IL1B, il-6, TNF alfa, IL-10). Los anticuerpos maternales se transfieren vía placentaria entre células epiteliales coriónicas y endometriales desde el día 20 de gestación, considerando que el desarrollo celular inmune fetal tiene lugar entre 30-45 días de gestación. El eje digestivo – nódulos linfáticos – glándula mamaria – inmunidad determina la transferencia y duración de los anticuerpos maternales. La interferencia de los anticuerpos maternales, particularmente IgG, puede neutralizar los antígenos vacunales provocando un cambio en la inmunidad de los lechones, pudiendo obstruir los antígenos vacunales y la circulación de anticuerpos y otros componentes. Debemos establecer el programa de vacunación a los lechones dependiendo de la duración de la inmunidad maternal. Las estrategias vacunales pasan por seleccionar la vacuna adecuada, el agente infeccioso correcto y el momento de vacunación alineado entre madre y lechones como balance crucial para que los anticuerpos maternos lleguen hasta que los lechones tengan la habilidad de desarrollar su propia inmunidad. Para ello debemos monitorizar las prácticas de manejo que contribuyen a mejorar la transferencia de la inmunidad maternal.
La dinámica de los anticuerpos maternales junto con la dinámica del patógeno son críticos para definir el momento preciso para aplicar cada vacuna y no tiene por qué ser igual en una granja que en otra, ni siquiera a lo largo del tiempo en la misma granja. El nivel de anticuerpos de las cerdas antes del parto no tiene efecto en el estado de viremia de las cerdas. El estado inmunológico de las cerdas antes del parto tampoco tiene correlación con los valores de anticuerpos maternales. La ventana de inmunidad varía según los agentes infecciosos y las vacunas. La interferencia con los anticuerpos vacunales puede afectar a la seroconversión y a los parámetros productivos (ganancia media diaria).
Vaccine immunology and expectations. M. Rahe. NC University
La respuesta inmune innata es rápida y no específica, se centra en la eliminación o control de la infección antes de que actúe la inmunidad adaptativa. La respuesta inmune adaptativa es lenta, pero antígeno-específica. Los principales anticuerpos son los efectores de moléculas de células B, las inmunoglobulinas G (protegen frente a infecciones sistémicas y un poco las vías aéreas) y A (protegen superficies de mucosas – intestino y tráquea). La función de los anticuerpos es la neutralización (prevenir infecciones), aglutinación (mejora la eficacia de la eliminación de patógenos), opsonización (marcan los antígenos para la fagocitosis), fijación de complemento (IgM es la mejor y construyen al ataque de los complejos de membrana para la destrucción de las primeras bacterias, así como los anticuerpos mediadores de células citotóxicas). Las células T son CD4 (células T ayudantes) que tienen efecto sobre los patógenos intracelulares e influyen en el efecto primario de la producción de citoquinas y las CD8 (células T citotóxicas) que se centran en las células diana e inducen apoptosis, que es importante para el control de la infección.
Las proteínas virales no estructurales son proteínas hechas por el virus después de la infección celular que no forman parte del virión, siendo importantes en la replicación viral. Los anticuerpos se degradan en el tiempo, mientras que los linfocitos de memoria son centinelas de nuevas infecciones. Estos proliferan rápidamente en caso de nueva infección, las células T incrementan los niveles de CTLs y células T para limpiar la infección y las células B generan rápidamente nuevos títulos de anticuerpos.
Podemos dividir las vacunas en infecciosas (virus vivo modificado, cultivo vivo avirulento) y no infecciosas (muertas, inactivadas). Las vacunas no infecciosas no infectan ni replican por no expresar proteínas no estructurales. Las bases de la protección inmunitaria se centran en mecanismos patogénicos y defensivos (AC neutralizantes, células T citotóxicas, interferón 2). La ruta de vacunación condiciona la respuesta inmunitaria. La IM y subcutánea – ID tiene una respuesta IgG e inmunidad sistémica. La vacuna oral tiene una respuesta de IgA con inmunidad de mucosas.
Son numerosos los casos de fallos vacunales, derivados de un mal diagnóstico o insuficiente tiempo para desarrollar la respuesta inmune, problemas de administración – manejo – almacenamiento de las vacunas, problemas asociados al hospedador por inmunosupresión por otros agentes patógenos, aplicación incorrecta de dosis recomendada o inadecuada duración de la inmunidad antes de que se produzca la infección.
Futuristic vaccines: mRNA. D. Verhoeven. Iowa State University
Las vacunas ARNm se descubrieron en 1960. En las mismas hay dos partes críticas y numerosos pasos para su producción (transcripción in vitro, purificación, procesado y formulación). Sus principales ventajas son que se desarrollan rápidamente y no necesitan una inmunidad previa para tener un efecto potenciador. Sus inconvenientes son el coste, la termo estabilidad y encontrar el ARN dentro de las células. Han testado dos tipos de vacunas ARNm: convencionales y auto amplificadas. Una tercera generación está viniendo, siendo la más específica para el desarrollo de vacunas frente a bacterias. Su eficacia no necesariamente es mejor que las vacunas tradicionales, siendo interesantes en el control de enfermedades transfronterizas, pudiendo ser efectivas en virus, bacterias y cáncer, siendo su punto crítico la termo estabilidad. El ARN se degrada >30% a 37ºC en tan solo 7 días. La alternativa de vectores de expresión puede reducir su coste, lo cual es básico en animales.
Futuristic vaccines: DNA vaccines. H. Vu. University of Nebraska
Los virus deben entrar dentro de la célula hospedadora para replicarse (los virus solo contienen un genoma y una proteína protectora de recubrimiento). Así hay dos tipos de inmunidad adaptativa. Anticuerpos y células T. No todos los virus son cultivables para generar tanto vacunas inactivadas como vivas atenuadas. Las proteínas de ataque de diferentes virus son variables: gripe es proteína HA, PCV2 proteína de cápside. Las vacunas basadas en proteínas son vacunas ADN y las que se basan en sus vectores son las ARNm. Las ventajas de las primeras son su seguridad, fáciles de producir, altamente estables y poco riesgo de contaminación biológico con limitaciones sobre su pobre inmunogenicidad y necesidad de múltiple inmunización. Un riesgo es la posibilidad de llevar genes de resistencia antibiótica, así como poder interferir con los anticuerpos maternales. La tecnología de vacunas de nanopartículas de ADN encapsuladas con lípidos permite proteger el ácido nucleico de su degradación, aumentando su expresión proteica. En pruebas de dicha tecnología frente a virus gripe generó una elevada respuesta inmunitaria, confiriendo una protección completa frente a la enfermedad.
Next generation nanovaccine platforms for animal health. B. Narasimhan. Iowa State University
La plataforma de nuevas vacunas se centra en una base de polímeros, lípidos, vesículas o productos inorgánicos. El uso de polianhídridos está en estudio ya que son hidrofóbicos, fáciles de metabolizar y estables a antígenos y temperatura ambiente. La producción y síntesis de nanopartículas se realiza por técnicas de aerosol en seco con un tamaño de 1-10 micras, siendo fáciles de encapsular, estables a proteínas y de bajo coste. El objetivo de la nueva generación de vacunas es reducir el tiempo de fabricación, poner una sola dosis, que sea fácil de administrar, estable a temperatura ambiente, que sean seguras, no reactivas en el punto de inoculación y generar una respuesta inmunitaria muy rápida. Las nanovacunas intranasales se distribuyen mejor por el tracto respiratorio transfiriéndose a nódulos linfáticos, generando inmunidad de mucosas y sistémica, con una fácil y rápida inmunización de una gran población de animales en un breve espacio de tiempo. Han realizado ensayos frente a gripe (H1N2 inactivado encapsulado) generando protección cruzada frente a otras cepas de virus, así como estudios actuales frente a diarrea epidémica con resultados alentadores (www.nanovaccine.iastate.edu).
A standardized outbreak investigation: A new approach for identifying and prioritizing biosecurity hazards. D. Holtkamp
La elevada persistencia de patologías infecciosas en granjas, especialmente PRRSv y DEP, introducidas lateralmente, tanto en granjas de reproductoras como engordes, que provocan elevadas mortalidades y pérdidas económicas, sumado a la diseminación del virus de la peste porcina africana en Asia y Europa, dejan en evidencia las deficiencias en las medidas de bioseguridad que se llevan a cabo en las granjas en la práctica. Los grandes cambios en la industria porcina en los últimos 30 años han supuesto la asunción de numerosos factores de riesgo de diseminación de ciertos agentes infecciosos, con un aumento en la frecuencia de la entrada de agentes infecciosos en granjas vehiculados por equipos, vehículos, semen, personas, alimento, personal de mantenimiento. Por ello, es preciso y necesario implementar nuevos recursos de bioseguridad para hacer la producción sostenible. En 2021 el Swine Health Information Center (SHIC) fundó el programa estandarizado de investigación de focos infecciosos. El grupo de trabajo consta de 40 veterinarios formados al respecto basados en los análisis de peligros y la metodología de los puntos críticos de control (APPC – HACCP), que tiene su origen en la NASA en los años 1960 y se desarrolló para asegurar que los alimentos que se llevaban los astronautas en sus misiones espaciales no estuviesen contaminados, analizando sus procesos de producción en lugar de la producción en sí. El concepto crítico para identificar los peligros de bioseguridad se centra en tres fracasos:
Los agentes patógenos portadores son cualquier agente que puede infectarse o contaminarse con un patógeno y llevar el agente de una granja a la otra. Cada entrada de cualquiera de los posibles portadores y su frecuencia determinan riesgos en la bioseguridad, por lo que el análisis de las circunstancias, actividades y pasos dentro de los procesos de producción conectados con cada evento (incluyendo todos los detalles relevantes) son requeridos para llevar a cabo un análisis de puntos críticos. La información epidemiológica debe incorporarse con los análisis de peligros de forma que el programa estandarizado de investigación debe ser llevado a cabo, bien inmediatamente después de un foco de enfermedad o prospectivamente en cualquier momento como un análisis de problemas de bioseguridad, bajo la consigna de que nunca dejemos que una buena crisis se desperdicie (“never let a good crisis go to waste”), siendo una oportunidad para aprender y no volver a repetir los fallos en las medidas de bioseguridad, implementando las partes de las medidas problema y protocolizándolas en la práctica diaria de las granjas.
Outbreak investigation of a gilt developer unit. M. Ackerman
Cuando una enfermedad entra en un sistema productivo sabemos que tendremos repercusiones negativas y debemos actuar. Para hacer progresos debemos aprender de nuestros propios errores y tomar acciones correctoras. Ponen como ejemplo la reiteración de un caso de PRRSv en una unidad de recría de futuras reproductoras. Revisando todos los factores de riesgo de la entrada del virus en la unidad centradas en ocho áreas:
llegan a la conclusión que de todas las medidas teóricas repasadas por diferentes vías (videoconferencias, emails y conversaciones telefónicas) no coinciden plenamente con las apreciaciones del propio veterinario de la granja, siendo siempre preciso trabajar con él para completar la investigación a pie de granja, tomándose tiempo para visitar las granjas para saber si se están implementando las prácticas de bioseguridad que están en el plan teórico. En este caso, los fallos se centraban en los impropios procedimientos de eliminación de cadáveres y procesos de cargas de los animales.
Biosecurity ideas from the egg industry. C. Rowles
La industria de gallinas ponedoras tiene muchas similitudes con la industria porcina en cuanto a la prevención de entrada de agentes infecciosos graves, como es el caso de las cepas de elevada patogenicidad de la influenza aviar que entre 2015-22 supuso el sacrificio de millones de aves, siendo el primer método de prevención del riesgo la inversión de tiempo, esfuerzo y dinero en medidas de bioseguridad. Los procedimientos de bioseguridad incluyen componentes tanto estructurales como operativos. La bioseguridad estructural se refiere a las construcciones físicas, diseño y mantenimiento de instalaciones para evitar la entrada de vectores y facilitar el cumplimiento práctico de las medidas. La bioseguridad operativa incluye los riesgos asociados y la mitigación de riesgos derivados de prácticas de manejo, incluyendo la implementación y cumplimiento con los procedimientos estándares de trabajo para prevenir la entrada de los agentes infecciosos dentro de la granja. Lo más importante es mantener los principios dentro de la línea que delimita lo que se debe hacer y lo que hacemos realmente. En avicultura las medidas de control de las aves migratorias sobre las granjas adquieren mayor relevancia que en porcino, recalcando que es esencial que las medidas tanto estructurales como operativas se revisen sistemáticamente y solventen las lagunas que en la práctica no estemos cumpliendo.
Building design and processes for new builds and remodels. K. Coleman. Iowa Select Farm
Las medidas de bioseguridad alcanzan su máxima expresión en las áreas de alta densidad porcina, lo que contribuye de forma significativa a los cambios sanitarios. En estas regiones los fallos de bioseguridad tienen consecuencias más graves, motivo por el que consideran tres fallos importantes aplicados al diseño de granjas como responsables de cuadros infecciosos, especialmente centrados en PRRSv, enfocados en la bio exclusión. Estos fallos tienen su origen cuando los agentes portadores están expuestos a agentes infecciosos (cerdos, camiones, personas, aire u otros elementos), cuando no mitigamos el contagio o infección y a la transmisión del virus desde el agente portador a los cerdos en la granja. Siempre debemos considerar el flujo natural de personas, cerdos y actos en la granja que nos ayuden a cumplir los protocolos de bioseguridad, haciendo lo correcto de un modo fácil. Un ejemplo es tener suelos y superficies que sean fáciles de limpiar, con un acceso cómodo de entrada desde el exterior y una buena delimitación para cruzar de zona sucia a zona limpia, así como áreas de cambios de ropa – duchas amplias, como departamentos para el lavado de ropa diario. Disponer de un área de transición entre zona de carga y descarga de animales con una superficie de drenaje entre ambas y un diseño que evite el intercambio de personas de fuera y dentro de la granja. Dichas áreas deben ser limpiadas y desinfectadas inmediatamente tras su uso procediendo, especialmente, al cambio de calzado.
State of the art swine facility designs for biosecurity. A. Romagosa. PIC
Dependiendo del país, región o continente, la construcción de nuevas granjas no es una cuestión fácil por numerosos motivos, entre otros, los planes de seguridad, las regulaciones legales y la implementación de numerosas medidas de bioseguridad para preservar la salud y productividad de los animales. Invertir en infraestructuras de bioseguridad aumenta los costes de construcción, aunque son cruciales para la prevención de patologías. El papel del veterinario antes y durante el diseño y construcción de las granjas es esencial para analizar las propuestas de bioseguridad que pueden tener impacto en el futuro de su producción, lo que requiere una cooperación estrecha entre todos los involucrados (ingenieros, constructores, propietarios, integradores).
La implementación de medidas estructurales de construcción para la bioseguridad conlleva entender el control, tanto los movimientos involuntarios (aerosoles, insectos, animales salvajes) como voluntarios (vehículos, personas, equipos, animales). En este sentido podemos dividir las granjas en tres apartados: superficies, barreras y cierres.
Para incrementar la seguridad, las superficies de bioseguridad no solo deben estar protegidas por una simple barrera, sino por varias capas de barreras con progresivos estándares de bioseguridad. Así la bioseguridad en la construcción deberá facilitar el cumplimiento y la consistencia de la bioseguridad operativa que permita implementar las medidas en la granja. El buen conocimiento de las condiciones geográficas, productivas y de tipo de empresa de producción nos da la información prioritaria de los elementos de bioseguridad y medidas de control que consideramos importantes para el diseño de las nuevas granjas, como por ejemplo: localización (filtros de aire), superficie necesaria, climatología del lugar, tamaño de la granja (número de personas y cualificación), tipo de sistema de producción, pirámide productiva de la compañía y tiempos dedicados a implementar medidas de bioseguridad (equilibrio entre personal necesario – aplicación sencilla e intuitiva – rigor en su realización diaria).
Expectations of “baking” livestock trailers. M. Oberreuter
En 2005 Automated Production (AP) comenzó a comercializar el Sistema Bio-Dri para la limpieza y desinfección de los camiones de transportes de cerdos. Se utilizan líneas de aire a 121ºC junto a dos ventiladores centrífugos sumado a unos sensores que determinan cuándo los diferentes compartimentos completan el ciclo para posteriormente aplicar el gas con la máxima eficacia frente a los patógenos. Se utilizan entre 45-50 litros de gas por ciclo. El suelo de los camiones alcanza la temperatura deseada más tarde que las puertas y separadores laterales, sabiendo que, en algunos camiones, según diseño, el suelo inferior y las esquinas necesitan más tiempo para lograr dichas temperaturas. Recomiendan quitar la cabeza tractora del camión durante el tratamiento por seguridad. Son muchas las variables que determinan su eficacia para que en cada ciclo de limpieza de entre 30-80 minutos alcancen el objetivo: temperatura exterior, diseño del camión, materiales, ciclos por día, puntos fijos de los sensores.
Biosecurity for supply entry. B. Heitkamp
Cooper Farms hizo un estudio en seis granjas de cerdas que tuvieron cuadros graves de PRRSv por cepas nuevas, analizando específicamente la entrada de materiales en las granjas y su higienización mediante rayos ultravioleta en salas durante los 3 días previos a su introducción. La cantidad de UV empleada fue de 124 a 335 UW/cm2 rotando ambas durante 15 minutos cada una. Destacan la importancia de la ausencia de materia orgánica en los materiales para una correcta desinfección química, así como el posible riesgo en algunos equipos electrónicos. Recomiendan que la temperatura de la habitación esté a 23ºC y que se haga la descontaminación programada por las noches, sin presencia de personas.
Conducting effective outbreak investigations using the new web-based outbreak investigation instrument. K. Dion
Los problemas de bioseguridad tienen como resultado focos de enfermedades en las granjas, frecuentemente asociados con errores y brechas en los protocolos de bioseguridad, lo que supone una inmensa oportunidad para aprender y mejorar. Los programas de investigación estandarizados de cuadros infecciosos estaban solo disponibles en base Microsoft Word (https://www.swinehealth.org/rrc-resources/) hasta noviembre 2023, pero actualmente, gracias al Swine Health Information Center, también están disponibles en una aplicación dentro de la web para facilitar su uso a los veterinarios que puedan identificar dichos problemas de bioseguridad de forma confidencial. El programa almacena todos los datos de todas las granjas para identificar en el conjunto los principales errores de bioseguridad en la industria porcina americana.
The zombie apocalypse approach to biosecurity, biocontainment, and disease control and elimination. L. Dufresne
Muchos cuadros infecciosos por diarrea epidémica y virus PRRS son traumáticos, lo que se puede comparar con el colapso social que se muestra en las películas de zombies y hace dudar entre la realidad y la ficción. Tenemos la sensación de que el experimento nos salió mal, que las administraciones tienen una inadecuada respuesta manejando la situación, que el problema se expande sin control, que nos encontramos aislados en nuestra propia granja sin encontrar ninguna solución y que tenemos la moral por los suelos. Los principales puntos que están en el origen de estos cuadros infecciosos derivados de problemas de bioseguridad se centran en seis apartados:
Antonio Palomo Yagüe