La vacunómica cuántica permite el diseño y la producción de un antígeno quimérico para el control de las infecciones de Anaplasma phagocytophilum en oveja y conejo identificando los epítopos protectores de la proteína MSP4 del patógeno
Anaplasma phagocytophilum (Rickettsiales: Anaplasmataceae) es un patógeno intracelular transmitido por garrapatas que está presente en muchas regiones del mundo, donde causa la anaplasmosis granulocítica humana, la fiebre transmitida por garrapatas y la anaplasmosis canina. La infección por esta bacteria se ha documentado en una amplia gama de hospedadores que incluyen el ganado vacuno, cabras, ovejas, caballos, perros, humanos, corzos, ciervos y varios roedores.
Los signos clínicos asociados a Anaplasma phagocytophilum varían de leves a graves en las diferentes especies y dependen de la cepa y de la susceptibilidad y el estado inmunitario del huésped. Entre las manifestaciones clínicas, el letargo y la fiebre son las más comunes, así como la reticencia a moverse, la cojera, la polidipsia, la anemia y la palidez de las mucosas, diarrea, vómitos, petequias, hemorragias, esplenomegalia y agrandamiento de los ganglios linfáticos.
Como tratamiento, el hipoclorito de doxiciclina es el agente de elección en los seres humanos, con una mejora clínica en 24-48 h y la recuperación. En otras especies, el uso profiláctico de la tetraciclina junto con la aplicación de acaricidas para el control de las garrapatas son las principales medidas para controlar la infección por A. phagocytophilum, especialmente en las zonas endémicas. Sin embargo, estas medidas de control pueden tener un impacto sobre el medio ambiente y la salud humana, y la selección de patógenos y garrapatas resistentes.
Actualmente, no existen vacunas disponibles para la prevención y el control de Anaplasma phagocytophilum a pesar de constituir una alternativa prometedora, respetuosa con el medio ambiente, segura y efectiva. La limitación en el diseño de vacunas se encuentra a la hora de identificar proteínas o antígenos efectivos para el control del patógeno.
Científicos del Grupo de Investigación en Sanidad y Biotecnología (SaBio) del Instituto de Investigación en Recursos Cinegéticos (IREC – CSIC, UCLM, JCCM) han propuesto un nuevo enfoque para el desarrollo de vacunas que tiene como nombre Vacunómica Cuántica, y que permite la caracterización de interacciones moleculares vector-huésped-patógeno utilizando tecnologías ómicas y centrándose principalmente en la búsqueda y caracterización de epítopos protectores o quantum inmunológicos para el diseño y producción de antígenos protectores quiméricos que, de otro modo, pueden no desarrollar una fuerte respuesta inmunitaria protectora cuando se utiliza el antígeno completo en la formulación de la vacuna, como es el caso de la proteína de superficie de membrana de A. phagocytophilum, MSP4.
Representación esquemática del enfoque de la vacunómica cuántica.
En un estudio anterior, en el cual se inmunizaron ovejas con la proteína MSP4 completa, no hubo protección frente a la infección por el patógeno Anaplasma phagocytophilum. Sin embargo, los anticuerpos producidos en conejo frente a este antígeno si resultaron ser protectores. Aplicando la aproximación vacunómica cuántica se identificaron los epítopos protectores reconocidos por los anticuerpos protectores IgG de los conejos para diseñar y producir un nuevo antígeno quimérico.
Para ello, se utilizaron técnicas novedosas como el mapeo de epítopos de la proteína MSP4 mediante microarray. Los epítopos identificados por los anticuerpos protectores de conejo fueron utilizados para construir un antígeno quimérico (péptido +), con el cual se volvieron a inmunizar ovejas y conejos y probar la producción de anticuerpos IgG protectores. También se identificaron los epítopos reconocidos por las ovejas que no ofrecieron protección frente al patógeno que se utilizó como control negativo (péptido -).
Metodología utilizada para el estudio.
Los anticuerpos IgG aislados de estos animales inmunizados con el nuevo antígeno ofrecieron protección frente al patógeno en cultivos celulares de líneas de garrapata y mamífero, sugiriendo que este antígeno quimérico podría ser un candidato vacunal eficaz para el control de la anaplasmosis.
Las repercusiones de la anaplasmosis no solo afectan al bienestar de los animales, los medios de subsistencia rurales y la sostenibilidad de las explotaciones, sino que también pueden provocar un importante desperdicio de alimentos destinados al consumo humano.
Comparando otros métodos de predicción con la vacunómica cuántica, este enfoque podría considerarse más fiable, ya que utilizando anticuerpos de animales previamente infectados por un patógeno o expuestos a un antígeno candidato de interés, es posible identificar epítopos o dominios implicados en la protección vacunal. En este estudio el diseño de antígenos quiméricos permitió un reconocimiento más eficaz del epítopo por parte del sistema inmunitario, lo que permitió que los péptidos de MSP4 fueran protectores frente a Anaplasma phagocytophylum en diferentes hospedadores.
Puedes consultar la publicación científica de este trabajo de investigación en:
- de la Fuente, J.; Moraga-Fernández, A.; Alberdi, P.; Díaz-Sánchez, S.; García-Álvarez, O.; Fernández-Melgar, R.; Contreras, M. 2022. A Quantum Vaccinomics Approach for the Design and Production of MSP4 Chimeric Antigen for the Control of Anaplasma phagocytophilum Infections. Vaccines 2022, 10 (12), 1995.
