¿Por qué todavía no existe disponible una vacuna para prevenir la ehrlichiosis canina?

La ehrlichiosis monocítica canina (EMC) es una enfermedad infecciosa causada por Ehrlichia canis, una bacteria intracelular obligada transmitida por garrapatas. Afecta principalmente a perros domésticos, pero también puede infectar a otros animales domésticos y salvajes. También se han descrito casos de humanos parasitados por E. canis.

A pesar del importante impacto epidemiológico de E. canis en la salud pública y en el ámbito veterinario, no existe una vacuna comercial contra este patógeno. La ausencia de lipopolisacáridos (LPS) en esta bacteria invalida las estrategias contra los glicoconjugados. Se requiere la identificación de antígenos proteicos, lo que ha sido un gran obstáculo para los investigadores, dados los mecanismos de subversión inmunológica y la alta variabilidad antigénica de la especie.

La investigación in vitro y la inoculación experimental con agujas, esta última vía utilizada para infectar experimentalmente a perros y modelos murinos, son obstáculos importantes para el desarrollo de vacunas, ya que no reflejan la realidad de la infección natural y, por tanto, interfieren en la evaluación práctica de la respuesta inmunitaria. Sin embargo, tras tres décadas de investigación, se han logrado avances en la identificación de las proteínas inmunorreactivas de E. canis, como p28, que actúa como proteína de membrana externa, las proteínas de repetición en tándem (TRPs) TRP19, TRP36, TRP140 y la proteína de repetición de anquirina (Ank200), algunas de las cuales son dianas para el desarrollo de vacunas.

Las investigaciones recientes se han centrado en el desarrollo de inmunógenos para bacterias intracelulares como E. chaffeensis. La bioinformática ha agilizado el proceso de selección, eliminando la necesidad de pruebas in vitro e in vivo. Por ejemplo, recientemente un equipo de investigadores ha identificado con éxito nuevas proteínas inmunorreactivas hipotéticas en E. canis. Este descubrimiento es muy prometedor para comprender el potencial antigénico e inmunogénico de estas proteínas.

Desarrollar una vacuna para prevenir la ehrlichiosis canina

Para presentar los aspectos más relevantes sobre los desafíos y avances enfrentados en el desarrollo de vacunas para E. canis y destacar perspectivas para futuras investigaciones, un equipo de investigadores de Brasil ha publicado recientemente una revisión. 

Así, comienzan explicando que los desafíos de formular vacunas para EMC están relacionados con la complejidad de la inmunopatogénesis y la variabilidad antigénica significativa de E. canis, que dificultan la selección de epítopos específicos para las células efectoras. Dado que es una enfermedad transmitida por garrapatas, “las interacciones orgánicas requeridas para el mantenimiento de la bacteria en el vector también se consideran un desafío para el control de la enfermedad y el desarrollo de una vacuna efectiva”. 

Se han descrito diferencias en el microbioma de distintos linajes de R. sanguineus y sugieren una relación directa con la competencia del vector. Además, el estudio de las proteínas salivales expresadas por la garrapata durante la alimentación con sangre “ha demostrado ser fundamental para el desarrollo y la efectividad del vector”. Además, la dificultad de mantener el cultivo de E. canis, el uso de técnicas in vitro y las rutas y modelos utilizados para las pruebas experimentales son factores limitantes.

Respuesta inmune producida por la inoculación experimental con agujas

Por otro lado, la respuesta inmune del huésped eficaz para combatir la infección por bacterias del género Ehrlichia ocurre a través de la presentación de antígenos por células dendríticas convencionales, seguida de una respuesta inmune celular adquirida con activación de células CD4+ en Th1 asociada a respuestas humorales (Th2). Así, el potencial de las vacunas dirigidas a antígenos para células dendríticas “es un enfoque prometedor que puede ser eficaz contra bacterias intracelulares obligadas”. Sin embargo, la mayoría de las investigaciones sobre el desarrollo de un inmunógeno para E. canis “demostraron el desencadenamiento predominante de respuestas humorales”.

Otro aspecto crítico a considerar, según los investigadores, es la respuesta inmune producida por la inoculación experimental con agujas, la ruta utilizada para infectar experimentalmente a perros y ratones, en comparación con la infección natural por transmisión por garrapatas. Se ha informado que algunas proteínas inmunorreactivas (TRP) son genes altamente expresados ​​en células de mamíferos. No obstante, la mayoría de las proteínas recién descubiertas demuestran niveles más altos de expresión en células de garrapatas, lo que sugiere que “pueden ser necesarias para la infección y transmisión por garrapatas”. Los autores sugieren que las diferencias en la expresión del huésped también ilustran “cómo los estudios que utilizan solo Ehrlichia producida en células de mamíferos podrían estar sesgados”. Sin embargo, también discuten la posibilidad de que las proteínas fuertemente inmunorreactivas, altamente expresadas en garrapatas, probablemente sean objetivos importantes para las vacunas bloqueadoras de la transmisión.

Perspectivas para el desarrollo de vacunas contra E. canis

Tras décadas de investigación, es posible, celebran, que se pueda desarrollar una vacuna contra la ehrlichiosis monocítica canina. Varios estudios se han centrado en la identificación de antígenos inmunorreactivos de E. canis combinados con vacunología inversa y en la mejora de la bioinformática y el modelado estructural, que son esenciales para el desarrollo de vacunas contra patógenos intracelulares.

Así, indican que la bioinformática es fundamental para identificar proteínas esenciales y homólogos no hospedadores en el proteoma del patógeno que pueden usarse como posibles candidatos a vacunas. Estas proteínas generalmente están involucradas en vías metabólicas críticas para la infectividad bacteriana. Se identificaron proteínas inmunorreactivas hipotéticas no descubiertas previamente en E. canis y proporcionaron opciones adicionales para antígenos inmunogénicos. Este descubrimiento “subraya la necesidad de estudios adicionales para determinar los epítopos de células T, los mecanismos de secreción y las funciones de estas proteínas en la patobiología e inmunidad de Ehrlichia”.

Por su parte, las vacunas vivas atenuadas (LAV) han sido menos exploradas en la ehrlichiosis monocítica canina debido a la dificultad de mantener las bacterias en el cultivo celular. Esta metodología se ha investigado utilizando nuevos enfoques de atenuación para la producción de vacunas contra otra especie de Ehrlichia. Los autores recogen un estudio donde los perros fueron inmunizados con una cepa mutante atenuada de E. chaffeensis, que produjo anticuerpos y activó las células T CD4+, induciendo en consecuencia protección por hasta 12 meses. De manera similar a LAV, las vacunas de ADN contra E. canis no se han investigado. Sin embargo, los resultados preliminares indican efectos positivos en la protección de E. ruminantium en animales.

Otro escenario destacado por los autores implica estrategias para controlar E. canis dentro de la garrapata. Diversos investigadores han estado trabajando en estudios que destacan objetivos potenciales, como “silenciar la ferritina y modular la vía del folato para interrumpir la replicación del patógeno en el vector y perjudicar su supervivencia”.

Así, los autores se muestran optimistas y celebran que las nuevas metodologías y algoritmos de aprendizaje automático desarrollados durante la pandemia de SARS-CoV-2 han estimulado la curiosidad entre los investigadores, renovando las expectativas para la formulación de una vacuna contra E. canis. “En tan solo unos años, hemos acelerado el proceso de descubrimiento de posibles antígenos”, comentan. Las siguientes fases de la investigación “se desarrollarán de forma rápida y segura, con la ayuda de la bioinformática, la inmunoinformática, el modelado estructural y los experimentos de validación in vivo”.

Por último, los autores explican que los desafíos persisten, ya que E. canis “es una bacteria intracelular con una alta variabilidad genética y mecanismos de evasión poco conocidos”. Sin embargo, “estamos cerca de desarrollar una vacuna contra la ehrlichiosis monocítica canina”. Desde la perspectiva de los autores, la vacuna debería estar compuesta estructuralmente por múltiples epítopos conformacionales y lineales. Además de activar las células B, estos epítopos “tendrán una fuerte afinidad de unión con las células T CD4+ y CD8+, lo que promoverá la producción de citocinas, como el IFN-γ, que son esenciales para la destrucción del patógeno”. Además, las estrategias de control destinadas a interrumpir la replicación de E. canis en el vector “aumentarían las posibilidades de éxito en la prevención de la enfermedad”, sentencian.