El virus de la gripe A (IAV) afecta anualmente entre el 5 y el 15% de la población mundial, provocando miles de muertes cada año. Aunque la vacunación sigue siendo la estrategia más utilizada para su control, las vacunas actuales presentan limitaciones importantes: inducen una inmunidad principalmente específica frente a cepas concretas y, en muchos casos, no ofrecen una protección duradera. Esta limitada eficacia de la vacuna se debe, en gran parte, a la alta diversidad genética y a la notable plasticidad de las proteínas virales que actúan como principales dianas inmunológicas.
En este contexto, los resultados de una investigación publicada en Nature Communications revelan un posible avance. El estudio, Epitope-optimized vaccine elicits enduring immunity against swine influenza A virus, describe una vacuna que protege contra la gripe porcina H1N1 y también puede proteger contra la influenza en humanos y aves.
Desafíos de las vacunas actuales
La hemaglutinina (HA), una glicoproteína de superficie del virus de la influenza A, cuya variabilidad define subtipos virales como H1 y H3, constituye actualmente la principal diana de las vacunas autorizadas, aseguran en el estudio. No obstante, esta proteína presenta una elevada tasa de mutación en regiones antigénicas clave para el reconocimiento por parte de las células B, fenómeno conocido como deriva antigénica.
Asimismo, durante coinfecciones, pueden producirse intercambios de segmentos génicos entre distintas cepas del virus, un proceso denominado desplazamiento antigénico, que también compromete la eficacia vacunal.
Uno de los principales retos en el control del IAV es su capacidad de circular en múltiples reservorios animales, lo que incrementa las posibilidades de transmisión zoonótica. El virus infecta diversas especies, incluidos humanos, aves, equinos, cánidos y porcinos. Si bien las aves representan el reservorio natural más amplio del IAV, los cerdos desempeñan un papel crucial como reservorio intermedio. Esto se debe a la presencia, en su tracto respiratorio, de residuos de ácido siálico con enlaces α-2,3 y α-2,6, que permiten la infección tanto por cepas de origen aviar como humano y porcino.
De acuerdo con datos del estudio, el virus de la influenza A infecta de forma regular hasta al 15% de la población humana cada año. Las vacunas actualmente disponibles presentan una eficacia limitada, en gran parte debido a la elevada diversidad genética del virus y a la rápida evolución de las proteínas virales, especialmente aquellas implicadas en el reconocimiento por el sistema inmunológico.
Las vacunas disponibles presentan una eficacia limitada, en parte debido a la elevada diversidad genética del virus y a la rápida evolución de las proteínas virales
El control del virus se complica aún más por su capacidad de infectar múltiples especies, incluyendo aves, cerdos, caballos, perros y humanos. En particular, los cerdos desempeñan un papel crítico como «recipientes de mezcla», ya que pueden albergar simultáneamente virus de influenza de origen humano y aviar. Esta coinfección favorece la recombinación genética y la aparición de nuevas variantes con potencial de transmisión interespecie y riesgo pandémico.
Impacto de los virus de la influenza
De acuerdo con este trabajo, a lo largo de la historia, las zoonosis causadas por el virus de la influenza A han dado lugar a varias pandemias de gran impacto, como la gripe española de 1918, la gripe asiática de 1957, la gripe de Hong Kong de 1968 y, más recientemente, la pandemia de gripe porcina de 2009. Esta última surgió a raíz de un evento de transmisión zoonótica que resultó en la infección de aproximadamente el 25 % de la población mundial, con un número estimado de entre 150.000 y 570.000 muertes durante el primer año.
La combinación de una eficacia limitada de las vacunas actuales y el riesgo constante de emergencias zoonóticas ha llevado a la Organización Mundial de la Salud (OMS) a clasificar al virus de la gripe como un patógeno de máxima prioridad. En este sentido, los cerdos han sido identificados como un reservorio clave para virus de influenza aviar con potencial pandémico, dada su capacidad para albergar y mezclar cepas de distintos orígenes.
En Estados Unidos, se han documentado cerca de 500 eventos de transmisión de virus de influenza de cerdos a humanos desde 2010, lo que subraya la necesidad urgente de implementar estrategias de vacunación en poblaciones porcinas como medida preventiva para mitigar riesgos significativos para la salud pública.
Enfoque de optimización de epítopos: Epigraph
En este estudio, se emplea una estrategia basada en la optimización de epítopos, denominada Epigraph, para el diseño de una vacuna con capacidad de protección amplia frente a cepas H1 del virus de la influenza A de origen porcino (IAV-S). Investigaciones previas del mismo equipo ya habían demostrado que esta plataforma vacunal es capaz de inducir una inmunidad de reactividad cruzada frente a cepas H3 del IAV-S. No obstante, hasta ahora se desconocía si dicha protección podía extenderse a las variantes H1, que presentan una diversidad genética casi tres veces superior a la de los virus H3.
Investigaciones previas ya habían demostrado que esta plataforma vacunal es capaz de inducir una inmunidad de reactividad cruzada frente a cepas H3 del IAV-S
La vacuna Epigraph fue evaluada específicamente frente al subtipo H1 del IAV-S, dado que representa la variante más comúnmente circulante en las poblaciones porcinas a nivel global, y por tanto constituye un objetivo prioritario desde el punto de vista del control sanitario y de la prevención de futuras zoonosis.
Esta novedosa plataforma se basa en un enfoque computacional que utiliza algoritmos de grafos para identificar e integrar epítopos altamente representativos dentro de una población diversa de secuencias de proteínas virales. En el caso de esta vacuna, los inmunógenos diseñados mediante Epigraph se construyeron a partir de secuencias de la hemaglutinina (HA) del virus de la influenza A H1 de origen porcino, aisladas entre 1930 y 2021.
La eficacia de estos inmunógenos generados por métodos computacionales fue validada inicialmente en un modelo murino y posteriormente confirmada en cerdos, el huésped diana natural del virus. Los resultados demostraron que tanto la inmunogenicidad como la capacidad protectora de los inmunógenos Epigraph fueron superiores en comparación con las obtenidas mediante inmunógenos basados en genes HA de tipo silvestre (WT) y frente a una vacuna comercial inactivada con adyuvante (FluSure XP).
La inmunogenicidad y la capacidad protectora de los inmunógenos Epigraph fueron superiores en comparación con las obtenidas mediante inmunógenos basados en genes HA de tipo silvestre y frente a una vacuna comercial inactivada con adyuvante
Los cerdos inmunizados con los inmunógenos diseñados no presentaron signos clínicos de enfermedad tras ser expuestos a una cepa de gripe porcina de circulación común. Además, desarrollaron una respuesta serológica robusta, con generación de anticuerpos frente a una amplia gama de virus de influenza pertenecientes a distintas décadas y especies. Esta respuesta inmune se mantuvo estable a lo largo de un estudio longitudinal de seis meses, según la investigación.
Además, cabe destacar que un análisis de regresión realizado tras la fase experimental sugirió que la inmunidad inducida podría perdurar hasta una década, lo que supondría una mejora sustancial respecto a las vacunas actuales. La vacuna desarrollada mostró un rendimiento significativamente superior al de una vacuna comercial ampliamente utilizada en la industria porcina, así como frente a una formulación basada en cepas naturales de tipo silvestre con inmunógenos similares.
