Inmunología de las vacunas y consideración del recién nacido como objetivo de vacunación

Autores: Itzel Berenice Rodríguez Mera,¹ Saúl Rojas Hernández¹

¹Laboratorio de Inmunobiología Molecular y Celular, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Escuela Superior de Medicina, Instituto Politécnico Nacional, Ciudad de México, México

Resumen

La Organización Mundial de la Salud estima que más de 3 millones de niños menores de 6 meses mueren cada año en todo el mundo principalmente a causa de infecciones gastrointestinales y respiratorias. Es durante el periodo neonatal que los lactantes son altamente susceptibles al contacto con patógenos que causan enfermedades infecciosas, lo que aumenta los niveles de morbilidad y mortalidad en los primeros 28 días después del nacimiento. Esto representa el 36% de las muertes de niños recién nacidos y menores de 5 meses al año.

La vacunación es una de las medidas más eficientes para prevenir enfermedades infecciosas. Actualmente existe una gran variedad de vacunas que son aplicadas a millones de lactantes con el objetivo de prevenir infecciones, entre las cuales se incluye la vacuna contra la poliomielitis, hepatitis B, tuberculosis, tétanos, tos ferina, difteria, rotavirus y sarampión. Sin embargo, aunque muchas de estas enfermedades pueden ser prevenidas con la administración de vacunas, la distribución, accesibilidad, idiosincrasia y conservación del material biológico interfieren en la vacunación principalmente en países subdesarrollados. Por lo tanto, es necesario implementar estrategias de cobertura vacunal, así como el desarrollo de nuevos enfoques para mejorar la salud de esta población vulnerable en todo el mundo.

Palabras clave: vacuna, neonatos, sistema inmunológico, respuesta inmune, enfermedades infecciosas

Abstract

The World Health Organization estimates that over 3 million children under 6 months of age die each year worldwide, mainly due to gastrointestinal and respiratory infections. It is during the neonatal period that infants are highly susceptible to contact with pathogens that cause infectious diseases, which increases morbidity and mortality levels in the first 28 days after birth. This represents 36% of deaths of newborns and children under 5 months old per year.

Vaccination is one of the most efficient measures to prevent infectious diseases. Currently, there is a wide variety of vaccines that are administered to millions of infants with the aim of preventing infections, including vaccines against polio, hepatitis B, tuberculosis, tetanus, pertussis, diphtheria, rotavirus, and measles. However, although many of these diseases can be prevented with the administration of vaccines, the distribution, accessibility, idiosyncrasies, and preservation of biological material interfere with vaccination, mainly in underdeveloped countries. Therefore, it is necessary to implement vaccination coverage strategies, as well as the development of new approaches to improve the health of this vulnerable population worldwide.

Keywords: vaccine, newborn, immune system, immune response, infectious diseases

Introducción

Hasta 2018, la Organización Mundial de la Salud (OMS) estimó que los programas de vacunación salvan más de 2 millones de vidas cada año, lo que se ve reflejado en la reducción de la mortalidad de niños menores a 5 años en todo el mundo;¹ sin embargo, a pesar de los avances en el desarrollo de vacunas, más de 3 millones de niños menores de 6 meses mueren cada año en todo el mundo a causa de infecciones gastrointestinales y respiratorias.²

De acuerdo con la OMS, más de un tercio de las muertes infantiles ocurre durante el primer mes de vida, principalmente en países en desarrollo. Asimismo, más de 40% de las muertes corresponden a recién nacidos. Además, tres cuartas partes de todas las muertes de recién nacidos ocurren en la primera semana de vida. A nivel global, 36% de las muertes de niños menores de 5 meses y recién nacidos son causadas por enfermedades infecciosas. Las infecciones por S. pneumoniae (neumocócica) y rotavirus son las principales causas de muerte, seguidas de las infecciones causadas por Haemophilus influenzae B (HIB), Bordetella pertussis (tos ferina), el virus del sarampión y la infección por Clostridium tetani (tétanos neonatal).³

Aunque muchas de estas enfermedades son prevenibles mediante la administración de vacunas, la distribución, economía, accesibilidad, idiosincrasia y conservación del material biológico interfieren en la vacunación. La OMS se ha enfocado en alcanzar una tasa de cobertura vacunal del 90%, la cual incluye vacunas contra la poliomielitis, el tétanos, la tos ferina y la difteria, ya que, por ejemplo, debido a la baja cobertura de vacunación en las madres, el tétanos neonatal sigue siendo bastante frecuente debido a la baja transferencia de anticuerpos en el útero. Otra situación se presenta en el centro y sur de África, donde la cobertura de vacunación contra el sarampión es deficiente a pesar de la cobertura mundial de 85%.³

¿Qué son las vacunas?

Las vacunas son consideradas productos biológicos utilizados para inducir de manera segura respuestas inmunológicas protectoras contra enfermedades o infecciones causadas por la exposición a patógenos.⁴ La teoría básica de las vacunas consiste en reproducir total o parcialmente microorganismos patógenos conservando sus propiedades inmunogénicas mediante desintoxicación o inactivación para inducir respuestas protectoras al ser administrados de manera segura en personas durante diferentes etapas de su vida. A menudo, es necesaria la aplicación de refuerzos para reactivar la respuesta inmunológica. Actualmente hay una gran variedad de vacunas utilizadas para prevenir infecciones, como la vacuna contra hepatitis A y B, poliomielitis, influenza, SARS-CoV-2, difteria, tétanos y tos ferina (administradas por vía intramuscular), dengue, sarampión, paperas, rubéola, tuberculosis (administradas por vía subcutánea), cólera, adenovirus, rotavirus y fiebre tifoidea (administradas por vía oral), las cuales han evitado millones de muertes.^5,6 Por lo tanto, las vacunas se han convertido en una de las formas más eficientes de prevenir infecciones.

Dentro de los principales componentes de las vacunas se encuentran uno o más antígenos proteicos o polisacáridos del patógeno capaces de inducir respuestas inmunológicas protectoras.^4,7 Además del antígeno, algunas vacunas contienen adyuvantes para mejorar su capacidad de estimular una respuesta inmunológica,⁸ así como conservadores, emulsionantes y/o estabilizadores.^4,9

Inducción de respuestas inmunoprotectoras por la aplicación de vacunas

Las vacunas tienen la capacidad de activar el sistema inmunológico para responder y recordar encuentros con antígenos provenientes de patógenos que causan enfermedades infecciosas.⁴ Cuando el sistema inmunológico se enfrenta a un desafío, primero debe detectar la amenaza causada por un microorganismo patógeno o por antígenos provenientes de una vacuna.¹⁰ Aunque se ha mencionado que tras la vacunación los anticuerpos son los principales mediadores de la inmunidad protectora, la mayoría de las vacunas también inducen respuestas protectoras por medio de los linfocitos T. Los linfocitos T participan en la protección mediante la producción de citocinas que activan y promueven la diferenciación de los linfocitos B a células secretoras de anticuerpos, así como la activación de células inflamatorias que, junto con los anticuerpos, participan en la protección contra los microorganismos invasores. De manera generalizada, los linfocitos T se clasifican en linfocitos T citotóxicos y linfocitos T cooperadores, distinguiéndose entre ellos por el tipo de citocinas que secretan. Los linfocitos T cooperadoras a su vez se subdividen en Th1 o Th2 relacionados con el establecimiento de la inmunidad celular y la inmunidad humoral respectivamente.^4,11 En los últimos años se han desarrollado vacunas para proporcionar protección a través de los mecanismos dependientes de los linfocitos T y B por medio de la producción de anticuerpos. Un aspecto fundamental de la protección conferida por las vacunas es la inducción de la memoria inmunológica (fig. 1).

Figura 1. Respuesta inmune después de la inmunización con un antígeno proteico convencional. La vacuna es administrada por la vía intramuscular donde el antígeno es captado por las células dendríticas y transportado a los ganglios linfáticos. El antígeno es procesado y presentado por medio de los MHC a los linfocitos T a través del receptor TCR para activarlas. En combinación con la señalización a través del receptor de los linfocitos B (BCR), los linfocitos T estimulan la activación de los linfocitos B dando como resultado la maduración de la respuesta de anticuerpos. Los linfocitos B activos proliferan y diferencian a células plasmáticas productoras de anticuerpos específicos contra los antígenos de la vacuna. También se producen linfocitos B de memoria, los cuales se mantienen inactivos en los ganglios linfáticos hasta una segunda exposición al antígeno. Las células plasmáticas de larga vida migran a médula ósea. Las células T de memoria CD8+ pueden proliferar rápidamente cuando se encuentran con un patógeno y las células T efectoras CD8+ son importantes para la eliminación de las células infectadas. (Modificado de Pollard & Bijker [ 2021]).

Vacuna

Piel

Músculo

Antígeno

Célula dendrítica

Adyuvante

MHC II

Activación y migración a ganglios linfáticos

Célula T CD4+

TCR

MHC-I

Célula T CD8+

Efectora CD8+

Memoria CD8+

BCR

Célula B

Proliferación

Célula B de memoria

Proliferación de células B de memoria

Médula ósea

Maduración de la respuesta de anticuerpos

Células plasmáticas

Diferenciación a células plasmáticas productoras de anticuerpos

Células plasmáticas de larga vida

Sistema inmunológico de los recién nacidos

El periodo neonatal se define como los primeros 28 días de vida y representa una etapa crítica de susceptibilidad a las infecciones, lo que puede resultar en altos niveles de morbilidad y mortalidad en las primeras semanas después del nacimiento.^11-13 Esta vulnerabilidad se atribuye principalmente al fenotipo naïve de las células inmunológicas, así como los retos inmunológicos al nacer que dependen de la discriminación entre antígenos propios, antígenos maternos y antígenos extraños.^5,14

El sistema inmunológico de los bebés cambia rápidamente; su desarrollo, maduración y funcionamiento pueden ser influenciados por la prematuridad, las infecciones y la inmunidad materna. Los anticuerpos transmitidos de la madre al bebé a través de la lactancia son esenciales para la protección de los bebés en los primeros años de vida, ayudándolos a combatir infecciones en un periodo en el que su sistema inmunológico aún no se ha desarrollado completamente.¹¹

La competencia inmunológica del recién nacido se basa principalmente en componentes de la respuesta inmune innata (fig. 2). El desarrollo del sistema inmunológico adquirido de los recién nacidos progresa con rapidez durante los primeros 3 meses de vida debido al constante contacto con microorganismos.¹⁵

Figura 2. El sistema inmunológico del recién nacido responde desde el nacimiento mediante componentes de la inmunidad innata. Durante este periodo neonatal crítico, el INF-γ o las defensinas producidas por las células de Paneth protegen al recién nacido contra enfermedades infecciosas virales o bacterianas. También TLR8 está activo para inducir una respuesta inmune. Los bebés prematuros carecen de un sistema inmunológico desarrollado y son propensos a infecciones. El tejido linfoide asociado a la nariz (NALT) está presente desde el nacimiento mientras que el tejido linfoide asociado al intestino (GALT) y el tejido linfoide asociado al tejido bronquial (BALT) se desarrollan 3 a 4 días después. La producción de linfocitos T y B comienza 15 a 30 días posparto. Las respuestas Th1 se suprimen temporalmente para prevenir la inflamación. El periodo neonatal se caracteriza por una regulación a la baja de los procesos inflamatorios. La primera vacunación (HepB, IPV, DTaP, Hib, PCV y RV) se realiza en el segundo mes de vida, mientras que la segunda vacunación se realiza al tercer mes. (Modificado de Giese, M. [ 2016]).

Bebé prematuro/feto

Bebé a término

Neonato 1-28 días

Niño

Regulación de la respuesta Th1

Respuesta independiente de células T

Maduración lenta de células plasmáticas

IFN-γ

TLR8

Inmunidad innata al nacer

Defensinas

Células de Paneth

GALT

3 días

BALT 3-4 días

NALT

Nacimiento

Días posparto

Células B y T

15-30 días

1ª vacunación

Poliomielitis

Tétanos

Tos ferina

Difteria

H. influenzae

Neumococo

Rotavirus

Hepatitis

2ª vacunación

Meningitis C

Vacunas en recién nacidos

La vacunación es una estrategia altamente efectiva para prevenir la infección. Se administran vacunas a millones de lactantes contra varias enfermedades infecciosas, tales como poliomielitis, hepatitis B, tuberculosis, tétanos, tos ferina, difteria, rotavirus y sarampión, lo que ha permitido evitar más de 2 millones de muertes cada año.¹⁶ La ONU recomienda la vacunación contra la tuberculosis, la hepatitis B y la poliomielitis en las primeras 24 horas después del nacimiento para estimular la respuesta inmunológica protectora.⁵

El desarrollo de vacunas neonatales debe tener en consideración la necesidad de establecer la seguridad tanto inmunológica como clínica, demostrar la efectividad de la vacuna en los primeros años de vida, generar vacunas óptimas para los bebés y buscar la aceptación pública.¹⁵ La inmunización neonatal debe de ser considerada como una estrategia eficaz para prevenir la pesada carga de las infecciones por patógenos en la vida temprana y proporcionar una protección temprana, principalmente en los bebés prematuros para los cuales la transferencia de anticuerpos de la madre es limitada. Además, una adecuada investigación para comprender cómo se induce la respuesta inmunológica contra las vacunas neonatales, así como vacunas específicas para la vida temprana, puede incrementar el número de enfermedades que pueden ser prevenidas por la vacunación, reduciendo así la carga antigénica en poblaciones vulnerables.^12,15

Actualmente, en muchos países se administran tres vacunas (poliomielitis-OPV, hepatitis B-VHB y tuberculosis-BCG) al nacer como parte del Programa Ampliado de Inmunización de la OMS.¹⁷ Desde 1984, la OMS recomienda la administración de la vacuna OPV en recién nacidos, ya que se encontró que entre el 70 y 100% vacunados con OPV desarrollaron inmunidad intestinal local y entre 30 y 50% desarrollaron anticuerpos séricos contra al menos una de las tres variantes del poliovirus después de la vacunación de los recién nacidos.¹⁵ La VHB tiene una eficacia de 70 a 80%, evitando la transmisión de madre a hijo. Actualmente se está evaluando si la respuesta inmunológica provocada por la inmunización neonatal contra VHB se mantiene durante periodos largos en ausencia de una segunda exposición o si es necesaria la aplicación de refuerzos.¹⁸ Por otro lado, la vacuna neonatal BCG tiene una eficacia protectora de 64 a 73% contra la meningitis y 77 a 78% contra la tuberculosis. Aunque la OMS recomienda su administración en recién nacidos, principalmente en países donde la carga de tuberculosis es alta, se restringe esta recomendación en lactantes VIH positivos, en los cuales la efectividad de la vacuna se ve limitada.¹⁹

En los próximos años se espera que se introduzcan vacunas contra el rotavirus en países de África, América, Europa y el Mediterráneo Oriental. Las vacunas contra infecciones endémicas locales que incluyen meningococo, encefalitis japonesa, Mycobacterium tuberculosis, hepatitis, rabia, fiebre tifoidea y fiebre amarilla también pueden incluirse en los calendarios de vacunación infantil. En cuanto a los niños mayores, se está aumentando el uso de la vacuna contra el virus del papiloma humano (VPH) en todo el mundo para reducir el riesgo de cáncer de cuello uterino, con la excepción de los países del Mediterráneo oriental.³

Conclusión

Por lo anterior, comprender el desarrollo del sistema inmunológico y las características inmunitarias únicas en los bebés, podría ayudar en el desarrollo de nuevos enfoques para el desarrollo de nuevas vacunas o el mejoramiento de las existentes, sobre todo para proteger la vida de los recién nacidos, que son una de las poblaciones más vulnerables a las infecciones, sobre todo en los países del tercer mundo.

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