Avances recientes en el descubrimiento de antígenos de garrapatas y el desarrollo de vacunas contra garrapatas Parte 2

2.4. Candidatos a antígeno asociado a Malpighian

En los organismos vivos, las 50 -nucleotidasas son un grupo de enzimas ampliamente distribuido en varias especies de garrapatas. Existen similitudes considerables entre la 50 -nucleotidasa de las garrapatas y las enzimas que están presentes en los vertebrados, y estas enzimas llevan a cabo una variedad de funciones putativas, incluida la participación en las vías de recuperación de purinas [108]. Entre las garrapatas, este grupo de enzimas se encuentra en muchos tejidos diferentes, como el intestino, las glándulas salivales y los ovarios.

Sin embargo, son más abundantes en los túbulos de Malpighian, particularmente en la superficie de los túbulos de Malpighian y las células ováricas. Las características de las 50 -nucleotidasas indican que son un objetivo potencial para los anticuerpos [109]. Esperanza et al. investigaron las 50 -nucleotidasas por su posible participación en la inmunización del huésped y descubrieron que las inyecciones de 50 -nucleotidasa recombinante sola en ovejas causaron un aumento significativo en los anticuerpos anti-nucleosidasa, lo que sugiere que pueden ser un buen antígeno para el desarrollo de una vacuna [104].

Sin embargo, cuando el mismo grupo de investigadores analizó sus funciones como antígenos en el ganado, no hubo aumento en los niveles de anticuerpos. Por lo tanto, las 50 -nucleotidasas no se investigaron más como antígenos para el desarrollo de vacunas. Sin embargo, un estudio reciente realizado por otro grupo de investigadores descubrió que el nivel de producción de 50 -nucleotidasa/apirasa aumenta en O. erraticus después de la alimentación [110]. Además, sugirieron que el bloqueo de la función apirasa mediante la inmunización del huésped con una proteína apirasa recombinante puede reducir considerablemente la alimentación en las garrapatas O. moubata, lo que demuestra que las 50 -nucleotidasas/apirasas son antígenos candidatos potencialmente prometedores para el desarrollo de un anti-garrapata vacuna [110,111].

La nucleotidasa es una enzima que puede catalizar la reacción de hidrólisis de nucleótidos, descomponiendo los nucleótidos en nucleósidos y fosfatos inorgánicos. Los nucleótidos tienen importantes funciones biológicas en los organismos, incluida la construcción, el almacenamiento y la transmisión de ADN y ARN, la transferencia de energía y la transducción de señales celulares. Por lo tanto, las nucleotidasas juegan un papel importante en los organismos vivos. La inmunidad es la capacidad del cuerpo para resistir a los patógenos en el entorno externo, lo que implica una variedad de procesos biológicos, incluida la expansión, diferenciación y regulación de las células inmunitarias. Varios estudios han demostrado que las nucleotidasas pueden afectar la función del sistema inmunitario y, por lo tanto, la inmunidad.

Por ejemplo, algunas variantes de nucleotidasas se han relacionado con el desarrollo de enfermedades autoinmunes. Además, la nucleotidasa también puede afectar la proliferación y activación de las células inmunitarias y promover la función de las células inmunitarias. Por lo tanto, existe una cierta relación entre la nucleotidasa y la inmunidad. Desde este punto de vista, debemos prestar mucha atención a la mejora de la inmunidad. Cistanche tiene un efecto significativo en la mejora de la inmunidad. La ceniza de carne contiene una variedad de ingredientes biológicamente activos, como polisacáridos, dos hongos, Huang Li, etc. Estos ingredientes pueden estimular el sistema inmunológico. Varios tipos de células en el sistema aumentan su actividad inmunológica.

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2.5. Candidatos de antígenos asociados al cemento de garrapatas

El cemento de garrapatas es una mezcla de glicol y lipoproteínas secretadas en el huésped a través de la saliva de la garrapata poco después de adherirse al huésped, y es una fuente valiosa de antígenos derivados de garrapatas para el desarrollo de vacunas [112]. Además de adherir las piezas bucales de las garrapatas a la piel del huésped [113], se ha demostrado que el cemento para garrapatas actúa como un depósito para B. burgdorferi sensu lato (sl) y el virus de la encefalitis transmitida por garrapatas [114,115]. Hasta el momento, se han identificado y caracterizado varios antígenos a partir del cemento para garrapatas que también ha demostrado ser eficaz para controlar la infestación por garrapatas y las enfermedades transmitidas por garrapatas.

Las construcciones truncadas de 64P (64TRP), una proteína de cemento de 15 kDa secretada por las glándulas salivales de Rhipicephalus appendiculatus, mostraron protección cruzada contra Rhipicephalus sanguineus e Ixodes ricinus al atacar antígenos en el intestino medio y las glándulas salivales, causando mortalidad en garrapatas adultas y ninfas. La vacunación de huéspedes sin garrapatas con 64P recombinante redujo significativamente el número de infestaciones de garrapatas adultas y ninfales, lo que resultó en un 48 % de mortalidad de ninfas y hasta un 70 % de adultos, con algunos efectos sobre el peso de la congestión y la masa de huevos también [116].

A partir de estos resultados, parece que esta proteína es un antígeno vacunal de amplio espectro y es eficaz contra las etapas adultas e inmaduras de diferentes especies de garrapatas, incluida I. ricinus [100]. Este antígeno de cemento cumplió una doble función (i) como vacuna en modelos de hámster, conejillo de indias y conejos al afectar el apego y la alimentación y (ii) al reaccionar de forma cruzada con los antígenos "ocultos" del intestino medio, lo que finalmente provocó la muerte de las garrapatas congestionadas [100,117]. Este antígeno no solo aumenta los títulos de anticuerpos en respuesta a la infestación por garrapatas, sino que también tiene reactividad cruzada con diferentes tejidos de garrapatas; por lo tanto, combina los beneficios de los antígenos "ocultos" y "expuestos" [118].

3. Los tipos de vacunas contra las garrapatas

Las garrapatas son los parásitos artrópodos más prevalentes que se alimentan de humanos y ganado y transmiten enfermedades [19]. Las enfermedades zoonóticas representan más del 60 por ciento de todas las enfermedades infecciosas que afectan a los humanos, y se estima que el 22,8 por ciento de estas infecciones son transmitidas por garrapatas vectoras [131]. También hay pérdidas económicas masivas para los ganaderos de todo el mundo debido a las enfermedades transmitidas por garrapatas que afectan a su ganado [132,133].

Por lo tanto, es relevante el control de las garrapatas para reducir la carga socioeconómica. El control de las garrapatas se ha convertido en un desafío, ya que las garrapatas pueden desarrollar resistencia a los acaricidas disponibles comercialmente [134–136]. Se necesitan tecnologías de control ambientalmente racionales e innovadoras debido a las preocupaciones sobre la seguridad de los acaricidas para los trabajadores, los alimentos y el medio ambiente y los crecientes costos asociados con el descubrimiento, desarrollo y comercialización de acaricidas. Las vacunas tienen muchas ventajas sobre los acaricidas, ya que generalmente no son tóxicas, no contaminantes y menos costosas en comparación con los productos químicos.

Sin embargo, tienden a ser muy específicos de la especie. La industria farmacéutica puede desempeñar un papel crucial en el apoyo a la investigación para desarrollar una vacuna que pueda brindar la máxima protección al huésped y que sea eficaz contra múltiples especies de garrapatas [133,137]. Los programas de investigación de vacunas están en marcha en varios países y el resto de este artículo se centrará en el progreso de las nuevas tecnologías de vacunas y en las que ya están disponibles (Figura 2).

Al igual que con las aplicaciones químicas, la resistencia a las vacunas no se puede ignorar y las vacunas existentes se pueden modificar utilizando procedimientos de secuenciación y clonación para aislar nuevos antígenos o cambiar los antígenos existentes para restaurar su eficacia. También es posible incluir dos o más antígenos no relacionados en un solo producto de vacuna para reducir el riesgo de que se desarrolle resistencia a cualquier antígeno o determinante antigénico único.

3.1. Vacunas contra garrapatas basadas en ADN

La invención de la vacuna de ADN y su uso ha planteado problemas de seguridad; en particular, la posibilidad de transfección estable de material genético (ADN) en células somáticas o incluso germinales, lo que puede dar como resultado mutaciones y expresión génica alterada. Se detectó un vector de luciferasa que codifica un plásmido extracromosómico en el músculo esquelético durante más de 19 meses después del tratamiento intramuscular (138). Además, la inyección intramuscular después de la electroporación aumentó en gran medida la tasa de transfección general. La integración cromosómica del ADN del vector en sitios aleatorios está relacionada con cualquier aumento en la tasa de transfección.139 Según estos estudios, la frecuencia de integración estuvo muy por debajo del número de mutaciones genéticas espontáneas.

Sin embargo, Manam et al. encontraron que la mayoría del ADN plasmídico administrado en los músculos esqueléticos de diferentes roedores permanecía en el lugar de la inyección. También se detectaron fracciones menores en las gónadas, pero no se integraron en el genoma (140). La aplicación intramuscular repetida de un vector informador que codifica la luciferasa en primates dio como resultado una expresión informadora a largo plazo, pero no indujo anticuerpos anti-ADN (141,142). A pesar de esto, debe tenerse en cuenta que las preocupaciones de seguridad antes mencionadas y adicionales relacionadas con las vacunas de ADN deben considerarse con respecto a su traducción a la práctica clínica (143).

Durante las últimas dos décadas, varios grupos de investigadores se han centrado en desarrollar una vacuna de ADN para controlar la infestación por garrapatas y, hasta el momento, se han introducido varias vacunas de ADN para inmunizar a los huéspedes (130,144,145). Las vacunas de ADN, que se diferencian de las vacunas tradicionales basadas en proteínas en que se basan en plásmidos bacterianos que codifican proteínas antigénicas y la transcripción está controlada por promotores eucariotas eficientes, tienen las ventajas de un diseño simple, alta estabilidad y administración segura (143). ] En la vacunación con ADN, se cree que las moléculas de ADN plasmídico inyectadas entran activamente en el núcleo y permanecen allí de por vida como ADN episomal, generando los antígenos protectores continuamente mientras la célula está viva (146). un título alto de anticuerpos podría resolverse mediante la síntesis, el procesamiento y la presentación continuos de antígenos a las células T in vivo en animales vacunados con ADN.

Además, dado que una vacuna de ADN solo contiene ADN plasmídico y no tiene proteínas contaminantes, parece plausible que recibir vacunas múltiples o repetidas no provoque una reacción inmunitaria al ADN del vector (147). El antígeno expresado puede ser presentado por MHC de clase I y complejos, que pueden inducir células T CD4+ y CD8+, estimulando respuestas inmunitarias celulares y humorales, respectivamente (148).

La evidencia provino del estudio de De Rose et al. [144], en el que ovejas mestizas Merino fueron inmunizadas contra B. micro plus mediante una vacuna de ADN. Cuando se administró un plásmido que contenía una secuencia génica de longitud completa de Bm86 solo o con un plásmido que portaba los genes ovinos para las citocinas, el factor estimulante de colonias de granulocitos y macrófagos (GM-CSF) o la interleucina (IL) -1beta indujo un nivel relativamente bajo de protección contra la posterior infestación de garrapatas. Además, la covacunación con plásmidos Bm86 y GM-CSF resultó en una reducción estadísticamente significativa en la fertilidad de las garrapatas. En todos los grupos inyectados con la vacuna de ADN Bm86, los títulos de anticuerpos contra Bm86 fueron bajos. Además, en estos grupos se produjo un bajo nivel de estimulación específica de antígeno de los linfocitos de sangre periférica. Sin embargo, la vacunación con ADN dio como resultado una fuerte respuesta posterior de anticuerpos después de una única inyección de proteína Bm86 recombinante en adyuvante. Sin embargo, la producción de anticuerpos pareció ser un poco menos efectiva que después de dos vacunas con proteínas recombinantes.

Además, muchos otros investigadores investigaron la eficacia de los antígenos basados ​​en el ADN para inmunizar a los huéspedes contra las infestaciones por garrapatas. Por ejemplo, Sayed et al. [149] extrajeron ADN de huevos de Argas persicus y lo usaron para inmunizar pollos con dosis de 200–800 µg de ADN/kg de peso corporal de pollo. El resultado fue favorable, ya que el éxito de alimentación de las garrapatas se redujo en un 74,64 % (50 µg de ADN/kg de peso corporal del pollito) y en un 89,39 % (100 µg de ADN/kg de peso corporal del pollito) cuando se expusieron a pollo inmunizado con ADN. Además, los autores informaron que el suero de pollos inmunizados con ADN tiene actividad contra las proteínas intestinales de A. preciosa; sin embargo, análisis posteriores con otras especies de garrapatas indicaron que la actividad sérica es específica de la especie. El patrón electroforético del suero de pollo inmunizado mostró tres nuevas bandas de proteína, que se suponía que estaban involucradas en el desarrollo de la defensa inmune del pollo contra las garrapatas [149]. Posteriormente, muchos estudios se centraron en la vacunación con ADN específico de antígeno; sin embargo, su nivel de protección varió con diferentes tipos de antígenos. Se ha demostrado que los ratones BALB/c inyectados con el plásmido pBMC2-que codifica el antígeno Bm86 mostraron resistencia contra Boophilus microplus.

Una dosis más alta de producción de anticuerpos Anti-Bm86 inducida por la vacunación y niveles más altos de interleucina (IL) (IL-4, IL-5 e IL-12 (p40)) y niveles de interferón-gamma (IFN-) en el suero de ratones inmunizados con pBMC2. Los ratones inmunizados con pBMC2 mostraron una estimulación específica de antígeno de los esplenocitos según la incorporación de bromodesoxiuridina y la secreción de IFN g. La aplicación de esta vacuna en el ganado provocó la producción de anticuerpos, lo que sugiere que la vacunación con ADN Bm86 induce una fuerte respuesta inmunitaria contra B. micro plus [150]. Otro estudio evaluó la protección inmunológica provocada por plásmidos recombinantes que codifican paramiosina (Pmy) de H. longicornis (pcDNA3.1( plus )-Pmy) en conejos. Los conejos desarrollaron un alto nivel de IgG, lo que sugiere que la vacunación induce una respuesta inmunitaria humoral. Algunas garrapatas (27,31 por ciento) que se alimentaban de los conejos vacunados murieron, mientras que el peso medio de ingurgitación de las garrapatas restantes y la oviposición de hembras adultas se redujeron en un 36 y un 39 por ciento, respectivamente.

Por lo tanto, parece que una vacuna de ADN de Pmy puede inducir una respuesta inmunitaria humoral eficaz independientemente de cómo se proporcione y protege parcialmente a los conejos contra la infección por H. longicornis [151]. Curiosamente, una vacuna de ADN multiepítopo que incorpora epítopos de linfocitos T citotóxicos CD4 plus y CD8 plus proporcionó una protección del 100 por ciento a las ovejas en condiciones de laboratorio contra Ehrlichia ruminantium. Sin embargo, los resultados no se repitieron en condiciones de campo. En este estudio, la coadministración de pLamp con MPL por vía intramuscular, además de la aplicación tópica, protegió a las ovejas hasta en un 60 por ciento contra las garrapatas al inducir la activación de las respuestas de las células T de memoria [152].

Varios otros antígenos, como Salp14 y lipocalinas, ya sea solos o en combinación con otros antígenos, se han evaluado recientemente como vacunas de ADN, lo que brinda aún más la esperanza de desarrollar una vacuna de ADN contra las garrapatas [130,153]. Se ha demostrado que la vacuna de ADN salp14 provocó eritema en el lugar de la picadura de la garrapata después de la exposición a la garrapata [153]. De manera similar, se aplicó una vacuna de lipocalinas (LIP) que comprende el plásmido recombinante pcDNA3.1-HlLIP del homólogo de LIP de H. longicornis (HlLIP) para inmunizar a un conejo huésped. Aunque esta aplicación indujo la inmunidad humoral del huésped y también influyó en el peso de la ingurgitación, la oviposición y la incubabilidad de H. longicornis, la eficacia fue demasiado baja, lo que sugiere que este antígeno no es adecuado para las vacunas, ya que brinda protección parcial al huésped [130 ].

Finalmente, el objetivo principal de desarrollar una vacuna de ADN debe ser diseñar la vacuna de tal manera que polarice la respuesta inmune del huésped hacia la respuesta Th2, ya que la respuesta inmune humoral juega un papel importante en la inmunidad de las garrapatas. En bovinos que habían sido vacunados con antígenos B. micro plus midgut, se encontró que los niveles de IgG1 específica, que son modulados por células Th2, se correlacionaron con la protección. Existe la posibilidad de que si la secuencia de la señal secretora se coloca de forma adecuada aguas abajo del gen diana, entonces el antígeno diana podría secretarse hacia el compartimento extracelular e inducir una mayor respuesta inmunitaria humoral. También es probable que la selección de células Th2 se vea favorecida si se coinfectan con otros genes inmunomoduladores como IL4 e IL10.

3.2. vacuna de ARNm

En los últimos años, se han hecho muchos intentos para descubrir nuevos antígenos protectores que puedan usarse en el desarrollo de una vacuna contra las garrapatas, con numerosas mejoras. Para probar la eficacia del candidato vacunal, las proteínas recombinantes, independientemente de que estén o no asociadas con otras proteínas o adyuvantes, han sido la plataforma elegida para probar su eficacia mediante el uso de organismos modelo.

Debido a la facilidad con la que se pueden generar plataformas de vacunas de ADN y ARNm, ha habido avances significativos en el uso de plataformas de vacunas genéticas (ADN y ARNm) en los últimos años [130,145]. Una vacuna de ARNm que codifica un cóctel de proteínas salivales de garrapatas indujo "inmunidad a las garrapatas" en cobayos, lo que redujo notablemente la transmisión de Borrelia burgdorferi transmitida por garrapatas, el agente causante de la enfermedad de Lyme (borreliosis). Aunque se ha demostrado que muchos candidatos a antígenos de garrapatas provocan respuestas inmunitarias en un huésped, aún no ha sido posible replicar una inmunidad robusta contra garrapatas mediante la vacunación. Existe la posibilidad de que esto se deba a que, en diferentes etapas de la alimentación, la composición de las proteínas salivales en las garrapatas puede alterarse dinámicamente, posiblemente para controlar los cambios internos del huésped. Esta información fue proporcionada en un estudio reciente, en el que un grupo de investigadores identificó y seleccionó racionalmente 19 proteínas salivales de la garrapata de patas negras I. scapularis, que es un vector común de la enfermedad de Lyme en humanos. Diseñaron ARNm modificados con nucleósidos que codifican estas proteínas.

Para producir la vacuna mRNA-LNP 19ISP (19 proteínas salivales Ixodes), estas se encapsularon en cantidades iguales en nanopartículas lipídicas (LNP). Para evaluar el impacto de la vacuna en el comportamiento de alimentación de I. scapularis, se inmunizaron cobayos por vía intradérmica tres veces en intervalos de 4-semanas, lo que resultó en respuestas sólidas de anticuerpos a al menos diez de los antígenos codificados. En el siguiente paso del experimento, los animales fueron desafiados con ninfas de I. scapularis no infectadas. Los animales que habían sido vacunados desarrollaron un eritema considerable dentro de las 24 h.

Además, las garrapatas de los animales vacunados se alimentaron mal y comenzaron a desprenderse a las 48 h; el 80 % de las garrapatas se desprendieron de los animales vacunados después de 96 h, en comparación con el 20 % de los animales que no habían sido vacunados. Para examinar más a fondo si el comportamiento de alimentación alterado afecta la transmisión de patógenos, se colocaron ninfas de I. scapularis infectadas con B. burgdorferi en cobayos que fueron vacunados con 19ISP o con una vacuna de ARNm que codifica luciferasa de luciérnaga. Cada uno de estos animales recibió tres garrapatas que estaban infectadas. Teniendo en cuenta que es probable que los humanos eliminen una garrapata que causa picazón relacionada con el eritema, las garrapatas se separaron de manera doble ciego tan pronto como apareció el enrojecimiento.

Un total del 46 por ciento de los animales de control se infectaron con B. burgdorferi tres semanas después del desafío, mientras que ninguno de los animales vacunados se infectó con este patógeno. Un análisis de expresión génica ha demostrado que la vacuna activó varias vías inmunitarias, incluidos los receptores de células T y B, la señalización de quimiocinas, FcεRI e IL-17, así como la toxicidad mediada por células asesinas naturales. Además, los análisis del sitio de la picadura también mostraron que la vacuna había inducido respuestas de células T [154].

Al mismo tiempo, el mismo grupo de investigadores utilizó Salp14 como antígeno modelo para examinar la inmunidad de las garrapatas utilizando nanopartículas lipídicas (LNP) de ARNm, ADN plasmídico o plataformas de proteínas recombinantes [153]. En este estudio, la vacunación, incluidas las nanopartículas lipídicas de ARNm modificadas con nucleósidos que codifican (mRNA-LNP) Salp14, se administró por vía intradérmica, con dos refuerzos cada 4 semanas. Se comparó el desarrollo de anticuerpos específicos de Salp14-entre las diferentes estrategias de inmunización. La inmunización con ARNm de Salp14 fue la plataforma que indujo la respuesta humoral más fuerte en comparación con la vacunación con ADN y proteína. Los conejillos de indias inmunizados con el ARNm de salp14 provocaron el eritema más fuerte e intenso observado en el sitio de la picadura en todos los grupos de inmunización; sin embargo, no afectó la tasa de desprendimiento de garrapatas y no alteró el peso de la ingurgitación [153]. Una vacuna contra las garrapatas debe inducir el eritema para que sea eficaz, y un enfoque para cambiar los aspectos posteriores de la alimentación de las garrapatas, incluido el apego y la ingurgitación, es usar una vacuna que contenga varios antígenos de garrapatas salivales [154].

Por lo tanto, parece que la inmunización con mRNALNP salp14 modificado con nucleósidos, que puede usarse como posible vacuna candidata, puede generar títulos de anticuerpos más altos y un grado de enrojecimiento más temprano y más alto que la inmunización con ADN o proteína, lo que sugiere que Salp14 podría ser un buen candidato para una vacuna, ya sea solo con optimizaciones o en combinación con otros antígenos candidatos [154].

En general, parece que una vacuna multivalente de ARNm puede tener la capacidad de provocar resistencia a las garrapatas en animales de laboratorio como los conejillos de indias y prevenir la infestación por garrapatas y la infección transmitida por garrapatas, probablemente al limitar la duración de la alimentación de las garrapatas en su huésped. También se ha sugerido que una formulación de ARNm-LNP que permite la administración lenta y continua de antígenos puede imitar las picaduras naturales de garrapatas. Si esta estrategia se puede traducir a los humanos, sería la primera vacuna que no se dirige directamente a un patógeno o microbio, sino a su vector. Además, dado que todavía se están desarrollando vacunas contra las garrapatas para ayudar a los seres humanos a prevenir la transmisión de enfermedades transmitidas por garrapatas, es necesario tener en cuenta la estrategia de inmunización y la selección de antígenos para la inmunización.

3.3. Vacunas a base de proteínas

Algunas vacunas basadas en proteínas están disponibles comercialmente y son efectivas. Un programa de vacunas se inició por primera vez en la década de 1970 cuando los investigadores comenzaron a experimentar con dos tipos diferentes de formulaciones de vacunas para inmunizar al huésped contra la garrapata (D. Anderson) en ese momento. El primero incluía antígenos obtenidos del intestino y el ovario, mientras que el segundo incluía todos los órganos internos extraídos de hembras D. Anderson semi-hinchadas.

Este estudio descubrió que las respuestas inmunitarias mediadas por anticuerpos se activan contra el tejido intestinal de las garrapatas cuando el ganado bovino se inocula con extractos obtenidos de hembras adultas de R. microplus [155]. Este estudio inicial para evaluar la eficacia de la formulación de la vacuna alentó a los investigadores de todo el mundo a centrarse en el desarrollo de una vacuna para el control de las garrapatas y las enfermedades transmitidas por garrapatas. Así, en la década de 1980, dos grupos separados de investigadores llevaron a cabo las primeras investigaciones científicas utilizando formulaciones de vacunas para analizar la respuesta inmune de los bovinos frente a R. microplus [156].

Después de los estudios anteriores, se descubrió que una glicoproteína asociada al intestino de la garrapata puede inducir inmunoprotección en el huésped [157]. En un estudio posterior, el mismo grupo de investigación aisló una glicoproteína con un peso molecular de 89 kDa, que se denominó Bm86 y se informó que estaba asociada con las células intestinales de R. microplus [158,159]. La proteína recombinante Bm86 se produjo a gran escala usando un sistema de expresión de levadura.

Hasta el momento, solo la vacuna a base de Bm86-se comercializa con diferentes marcas, por ejemplo, se vende en Australia con la marca TickGARD® y en Cuba con Gavac® [160,161]. Estas vacunas se utilizan ampliamente en diferentes países para reducir la presión de las garrapatas en el ganado. Se ha demostrado que el uso de estas vacunas puede reducir la población de garrapatas hasta en un 74 % y su eficacia general oscila entre el 51 % y el 91 %, lo que varía según la población de garrapatas y el estado nutricional del ganado [160–163]. Existe evidencia de que algunas cepas de garrapatas R. micro plus de Colombia, México y Brasil exhiben una eficacia general más baja en comparación con las cepas de garrapatas R. micro plus de Cuba y Australia, e incluso la cepa A de R. micro plus de Argentina parece ser resistente a la vacunación con Bm86 [34.164]. Se realizó un análisis adicional sobre la variación en la eficacia de la vacuna Bm86 en poblaciones de la misma especie de garrapata en diferentes partes del mundo, y se concluyó que es muy probable que diferentes poblaciones de garrapatas tengan un polimorfismo en Bm{ {12}} genes de antígenos en términos de la secuencia de aminoácidos del gen, y esta es la principal razón por la que las vacunas existentes basadas en Bm86-no son tan eficaces.

Por ejemplo, hubo un polimorfismo en el gen homólogo a Bm86 (designado como Bm95) identificado en poblaciones de garrapatas en Argentina, lo que resultó en diferencias en la secuencia de Bm86 entre poblaciones de garrapatas como las encontrado en Cuba y Australia, lo que puede explicar por qué la vacuna Bm86 no fue tan efectiva contra la garrapata argentina [34]. Teniendo en cuenta los problemas de resistencia de la vacuna Bm86, los investigadores produjeron una vacuna recombinante Bm95 que ha demostrado ser altamente eficaz, con una eficacia general del 89 % en Cuba y Argentina y del 81 % en India en términos de reducción de la infestación por garrapatas. [34,102,120,165].

Además de la vacuna comercial mencionada anteriormente y su ensayo de eficacia, muchos otros estudios se han centrado en mejorar aún más la eficacia de la vacuna basada en Bm86-. Algunos estudios recientes han sintetizado péptidos, incluidos SBm4912, SBm7462® y SBm19733, que se obtuvieron de Bm86, y también produjeron un péptido recombinante rSBm7462® y analizaron su eficacia. El porcentaje de eficacia de estos péptidos osciló entre el 35,87 % y el 81,05 %, lo que sugiere que estos péptidos, en particular, SBm7462® y rSBm7462®, desempeñan un papel fundamental en la inducción de la inmunidad del huésped y pueden comercializarse, ya que son muy eficaces en términos de reducción de la infección por garrapatas. infestación [121,122]. Además, para mejorar la efectividad de la vacuna de proteína recombinante Bm86, recientemente, Lapisa SA ha introducido en México una vacuna Bovimune Ixovac® basada en Bm86-. Sin embargo, esta vacuna no ha sido estudiada en cuanto a su eficacia contra las garrapatas; por lo tanto, se necesitan estudios para determinar sus efectos en diferentes poblaciones de garrapatas para determinar su eficacia.

Una vacuna basada en homólogos de Bm86 (TickGard) parece ser adecuada, ya que esta vacuna tiene una amplia aplicación y puede desencadenar anticuerpos de reacción cruzada en diferentes especies de garrapatas, como Rhipicephalus sanguineus, Hyalomma anatolicum anatolicum, Rhipicephalus (Boophilus ) decoloratus, Rhipicephalus (Boophilus) annulatus y dromedario Hyalomma [166–168]. Sin embargo, esta vacuna no puede inducir una protección de reacción cruzada en algunas otras especies de garrapatas (p. ej., Rhipicephalus appendiculatus, Amblyomma variegatum y Amblyomma cajennense) [169,170]. Es interesante notar que la vacuna Bm86 tiene una eficacia del 100 por ciento contra R. annulatus, lo que resulta en una mayor eficacia que la eficacia reportada de la vacuna homóloga con R. microplus. La razón de esto podría deberse a factores fisiológicos (p. ej., menos congestión sanguínea y niveles más bajos de actividad de proteasa en el cuerpo) o factores genéticos de garrapatas. Estos factores pueden influir en los niveles de proteína BM86 o en los procesos fisiológicos de las garrapatas, como la alimentación y la degradación de proteínas, lo que lleva a interacciones más eficientes entre anticuerpos y antígenos [171]. La vacuna Bm86 brinda una excelente protección contra las garrapatas R. microplus, pero es difícil extrapolar estas experiencias a una vacuna contra la garrapata Ixodes.

A diferencia de I. ricinus e I. scapularis, R. microplus es una garrapata de un solo huésped que se alimenta exclusivamente de ganado [168]. También tiene un ciclo de vida breve, no muda y encuentra un nuevo huésped cuando termina la comida de sangre. Se investigó la eficacia de la vacuna Bm86 en vacas que habían estado expuestas a larvas de garrapatas R. microplus, y se midieron los parámetros relacionados con la inmunidad a las garrapatas en las hembras adultas congestionadas que se retiraron después de la vacunación. Por lo tanto, la protección medida es la suma de la influencia en dos períodos de muda y tres etapas de garrapatas. Se ha demostrado para R. microplus que la vacunación con Bm86 causa daño y posteriormente reduce el peso de la ingurgitación en garrapatas hembras adultas [172]; sin embargo, no se conoce con precisión la influencia relativa de la vacunación Bm86 sobre los estadios de vida inmaduros de R. microplus. También se han aislado e identificado homólogos de Bm86 a partir de garrapatas Ixodes. I. ricinus contiene dos homólogos de Bm86, Ir86-1 e Ir-86-2, e I. scapularis también tiene dos homólogos de Is86-1 e Is{{10} } [173]. Un estudio posterior exploró que la vacunación de proteínas Ir86 recombinantes aumentaba los títulos de IgG en suero contra las proteínas Ir86 recombinantes; sin embargo, los anticuerpos no pudieron proteger a los conejos contra el desafío de I. ricinus; ni el número de garrapatas adheridas ni el peso de las garrapatas se redujeron [174].

Por lo tanto, la vacunación contra los homólogos de Bm86 en Ixodes no se considera un enfoque eficaz para controlar las poblaciones de Ixodes ricinus, aunque la vacunación con Bm86 tiene un efecto claro contra R. microplus. Aunque la vacuna Bm86 ha mostrado un éxito considerable, es fundamental comprender que es poco probable que la vacuna reemplace a los acaricidas porque carece del "efecto de eliminación" asociado con los acaricidas. A pesar de esto, la experiencia de campo ha demostrado que el uso de Bm86 reduce considerablemente la necesidad de aplicar tratamientos acaricidas en el campo. Por ejemplo, la estricta regulación de Cuba de su programa de control de garrapatas condujo a una reducción en la cantidad de acaricida utilizada en el país en un 87 por ciento, lo que es comparable a los resultados de un estudio reciente realizado en Venezuela [161,175,176].

Además, el uso de la vacuna Bm86 también ha disminuido considerablemente las enfermedades transmitidas por garrapatas, incluidas la anaplasmosis bovina y la babesiosis bovina. La aplicación de esta vacuna también mejoró la productividad del ganado, por ejemplo, bovinos y, en consecuencia, redujo las pérdidas económicas de los agricultores [160]. Los aspectos anteriores de la vacunación con Bm86 muestran que es un método altamente rentable en comparación con las aplicaciones químicas para tratar las infestaciones por garrapatas. Como tal, esta vacuna puede resultar muy útil para reducir las enfermedades transmitidas por garrapatas, así como para mejorar el manejo de los brotes de garrapatas en las explotaciones ganaderas para disminuir las enfermedades transmitidas por garrapatas.

4. Observaciones finales

Las garrapatas se alimentan de sangre para su desarrollo, crecimiento y reproducción, y son responsables de la transmisión de diversas enfermedades transmitidas por garrapatas. Las garrapatas Ixodes, por ejemplo, transmiten una gran cantidad de patógenos, incluidas bacterias, protozoos y virus. Es importante señalar que las vacunas contra las garrapatas reducen la infestación por garrapatas y previenen la transmisión de patógenos y, además, son más seguras que el control químico, que puede tener efectos secundarios negativos. Se han identificado varios antígenos nuevos de una variedad de tejidos/órganos y se ha examinado su eficacia en animales de laboratorio, lo que ha llevado a un avance importante hacia el desarrollo de una vacuna contra las garrapatas sin efectos secundarios informados. Las vacunas basadas en la proteína Bm86 se han comercializado en varios países y su uso contra R. microplus ha demostrado que la vacunación contra las garrapatas se puede utilizar de manera eficiente. Sin embargo, las vacunas basadas en Bm86-no son igualmente efectivas contra otras especies de garrapatas, como las garrapatas Ixodes. Se ha demostrado que la vacunación con el homólogo Bm86 de I. ricinus no tiene ningún efecto sobre la alimentación de las garrapatas [174].

Además, debido a que R. micro plus solo se alimenta de un huésped, se usaron larvas para desafiar a las vacas, lo que dio como resultado garrapatas hembra adultas completamente ingurgitadas, lo que no solo redujo la cantidad de garrapatas sino que también tuvo un impacto significativo en las tres etapas de vida del animal. garrapata. A diferencia de R. microplus, las garrapatas Ixodes cambian de huésped a lo largo de su ciclo de vida y, por lo tanto, la vacunación contra garrapatas Ixodes requiere la prevención eficaz de la adherencia y/o alimentación de las garrapatas durante una ingesta de sangre en un huésped. No obstante, la vacunación contra las garrapatas Ixodes parece posible y realista. Por lo tanto, es importante tener en cuenta que la protección cruzada del huésped puede ser una tarea desafiante con este tipo de vacuna. Hay algunas otras proteínas, además de Bm86, que también podrían tener potencial terapéutico como agentes inmunosupresores o anticoagulantes [39,61].

Los avances recientes en genómica y proteómica nos han permitido descubrir antígenos novedosos y emplear técnicas moleculares para manipular proteínas identificadas y probar nuevas vacunas con mucha más rapidez y rentabilidad que en el pasado. La vacunación con ADN también es una excelente opción; sin embargo, en general, este tipo de vacunación solo puede conducir a niveles bajos de expresión de antígenos y limita la activación de células presentadoras de antígenos no profesionales CD4 más células T auxiliares a través de la vía MHC de clase II [177]. Sin embargo, la vacunación con ADN no solo proporciona una protección significativa al huésped, sino que también se considera que proporciona protección cruzada contra las garrapatas si va seguida de una vacuna quimérica o de proteína recombinante [178].

Además, los mRNA-LNP pueden ayudar a provocar eritema en el sitio de la picadura de la garrapata, que es uno de los indicadores tempranos más importantes de la resistencia adquirida por la garrapata. Los mRNA-LNP que contienen genes de garrapatas son una plataforma útil para el desarrollo de vacunas que pueden prevenir enfermedades seleccionadas transmitidas por garrapatas [153,154]. Tanto la vacunación con ADN como con ARNm también parecen ser estrategias eficaces y existe la esperanza futura de que se pueda desarrollar una vacunación con ARNm o ADN para el control de la infestación por garrapatas y las enfermedades transmitidas por garrapatas y que también brinde protección cruzada. Sin embargo, hasta el momento no se ha comercializado ninguna vacuna, lo que indica que se necesitan más estudios para determinar la eficacia de cada vez más antígenos para su uso en el desarrollo de una vacuna de ADN o ARNm. La identificación y caracterización de nuevos candidatos a vacunas contra garrapatas puede prevenir la alimentación de garrapatas y la transmisión de patógenos. El uso de estos antígenos en vacunas para animales domésticos y vida silvestre, y mucho menos para humanos, sigue siendo un desafío.

Contribuciones de autor:

MNA, MAJ y MK diseñaron la estructura del artículo. Todos los autores realizaron la búsqueda bibliográfica y escribieron partes del manuscrito/combinaron los datos. MNA e IM crearon y editaron las figuras. ID y MK realizaron revisiones críticas y revisaron el manuscrito. Todos los autores han leído y aceptado la versión publicada del manuscrito.

Fondos:

MK recibió financiación de la Agencia de Subvenciones de la República Checa (subvención {{0}}S) y Fondos ERD, proyecto CePaVip OPVVV (no. 384 CZ.02.1.01 /0.0/0.0/16_019/0000759). Los patrocinadores no tuvieron ningún papel en el diseño del estudio, la recopilación y el análisis de datos, la decisión de publicar o la preparación del manuscrito.

Declaración de la Junta de Revisión Institucional: No corresponde.

Declaración de consentimiento informado: No aplicable.

Declaración de disponibilidad de datos: No aplicable

Conflictos de interés: Los autores declaran que la investigación se realizó en ausencia de relaciones comerciales o financieras que pudieran interpretarse como un posible conflicto de interés.

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