AUTOR: Arturo Contis-Montes de Oca / Teresita Rocío Cruz-Hernández
Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Escuela Superior de Medicina, Instituto Politécnico Nacional, CDMX
Resumen
Las vacunas constituyen una de las principales estrategias de protección contra diversas enfermedades virales y algunas bacterianas; sin embargo, en el ámbito de la lucha contra los parásitos, su aplicación es limitada debido a la eficacia de los fármacos antiparasitarios comerciales existentes, los cuales reducen en gran medida la morbimortalidad asociada con las parasitosis. El diseño y la evaluación de vacunas contra parásitos presentan un desarrollo complejo tanto a nivel biológico como comercial y en términos de su capacidad protectora. Esto se debe a que los parásitos atraviesan una serie de etapas, tanto intracelulares como extracelulares, que pueden minimizar el impacto de la respuesta inmunológica. Además, su capacidad para infectar diversos tejidos como el intestino, músculos, cerebro, sangre e hígado puede limitar su eficacia, dada la complejidad de cada sitio. Se han desarrollado algunas vacunas contra parásitos, cuyo uso se ha centrado en animales de granja como vacas, ovejas, perros y gatos. Además, al menos tres vacunas contra parásitos están actualmente en fase clínica en humanos. A pesar de estos avances, las investigaciones en este campo pueden garantizar que en un futuro no muy lejano sea posible contar con vacunas que transformen la perspectiva de los fármacos antiparasitarios, convirtiéndolos en “tratamientos únicamente para el momento de la infección”.
Palabras clave: vacunas, parásitos, respuesta inmune, antiparasitarios
Abstract
Vaccines represent one of the main strategies for protection against various viral and some bacterial diseases. However, in the realm of combating parasites, their application is limited due to the efficacy of existing commercial antiparasitic drugs, which significantly reduce the morbidity and mortality associated with parasitic infections. The design and evaluation of vaccines against parasites present a complex development, both biologically and commercially, and in terms of their protective capacity. This complexity arises from the fact that parasites undergo a series of intracellular and extracellular stages that can minimize the impact of the immune response. Moreover, their ability to infect various tissues such as the intestine, muscles, brain, blood, and liver can limit their effectiveness due to the complexity of each site. Some vaccines against parasites have been developed, primarily focused on livestock animals such as cows, sheep, dogs, and cats. Additionally, at least three parasite vaccines are currently in clinical trials in humans. Despite these advancements, ongoing research in this field holds the potential to transform the perspective of antiparasitic drugs in the near future, shifting them from «treatments only at the time of infection» to a reality where vaccines play a transformative role.
Keywords: vaccines, parasites, immune response, antiparasitic
Parasitosis y vacunas
En México, según el Boletín Epidemiológico número 24/2023 emitido por la Dirección General de Epidemiología, se han registrado 54,428 casos de amibiasis a nivel nacional, 2527 casos de giardiasis, 21 casos de paludismo, 107 casos de teniasis y 67 casos de cisticercosis,1 por mencionar algunas. Estas enfermedades son tratables con fármacos antiparasitarios comerciales; sin embargo, pueden tener un impacto en la calidad de vida de las personas que las padecen, sin mencionar las repercusiones económicas, sociales y de salud que esto implica, no solo a corto plazo, sino también a largo plazo.
Las vacunas constituyen la principal estrategia de prevención contra algunas infecciones potencialmente mortales causadas por virus o bacterias. Su función radica en incorporar antígenos, que por lo general son fracciones de microorganismos, proteínas específicas, secuencias peptídicas o, en el caso de los virus, estructuras completas atenuadas mediante métodos químicos para su conservación. Esto permite que el sistema inmunológico los reconozca, los procese, los presente y genere anticuerpos capaces de neutralizar estos microorganismos. Dichos anticuerpos pueden bloquear la entrada del agente patógeno al cuerpo o eliminarlo al reconocerlo una vez que ha salido de la célula en la que se encuentra.
En la actualidad existe un amplio repertorio de vacunas autorizadas para uso humano. Estas varían desde aquellas elaboradas con microorganismos vivos (como las de polio, sarampión, rubéola, rotavirus y hepatitis A), microorganismos inactivados (polio, influenza, rabia), vacunas con toxoides (tétanos y difteria), subunidades peptídicas sintéticas (hepatitis B, VPH, VIH), vacunas recombinantes (hepatitis B, papiloma), vacunas con vectores (VIH, sarampión) y hasta vacunas de ADN (VIH, influenza, citomegalovirus). Sin embargo, en el caso de las vacunas contra parásitos, se presentan varias limitaciones. Estas limitaciones abarcan desde los diferentes tipos de ciclos biológicos que presentan, su complejidad genética, la variedad de tejidos que pueden infectar, los tiempos de incubación variables, así como la variabilidad antigénica en cada estadio morfológico. Estos factores limitan la respuesta inmune que puede desarrollarse, lo que a su vez reduce la efectividad de las vacunas y hace que no sean completamente protectoras o eficientes.
Principales parasitosis
Se define como parásito a un organismo animal o vegetal que vive a expensas de otro de especie distinta, del cual se alimenta causándole o no daño. La interacción entre estos dos organismos, uno denominado parásito y el otro huésped u hospedero, se denomina parasitismo.
Las enfermedades provocadas por parásitos pueden ser clasificadas según su localización (enfermedades intestinales y extraintestinales o de tejidos), de acuerdo con los agentes etiológicos que las producen (protozoos y helmintos), por su mecanismo de transmisión (fecal-oral, ingestión de alimentos, transfusión, transmisión sexual, transplacentaria) y por el número de huéspedes necesarios para su maduración (estenoxenos y eurixenos), entre otras categorías.
Entre las principales parasitosis se encuentran la amibiasis, teniasis, enterobiasis y paludismo. La vía de ingreso para las tres primeras es la contaminación fecal, mientras que el paludismo se transmite a través de un vector, el mosquito. En estos casos, se pueden emplear fármacos antiparásitos cuando se presenta la sintomatología de la infección. Estos conceptos se resumen en la tabla 1.

Vacunas parasitarias
Las parasitosis tienen un impacto significativo en la salud pública. Aunque los tratamientos existentes pueden reducir la morbilidad y mortalidad asociadas, la alta prevalencia de estas infecciones en países en vías de desarrollo, así como la escasez, inaccesibilidad, toxicidad e ineficacia de ciertos antiparasitarios resalta la necesidad de desarrollar vacunas capaces de brindar protección y reducir el impacto económico, social y de salud que esto conlleva.
Hasta la fecha, son escasas las vacunas que han sido diseñadas y han llegado incluso a la fase III de ensayos clínicos. No obstante, aún no han sido aprobadas para su uso en seres humanos ni en Estados Unidos ni en México. Algunas de estas vacunas también encuentran aplicación en animales. Un resumen de estas vacunas se presenta en la tabla 2.

Los ingredientes de las vacunas contra parásitos incluyen microorganismos atenuados (con su estructura completa fijada químicamente), fragmentos celulares, proteínas específicas que pueden ser del metabolismo central, relacionadas con la adherencia a las células o la virulencia, así como glicanos (azúcares) presentes en las superficies del parásito. Estos componentes pueden combinarse con adyuvantes, que son moléculas que estimulan la respuesta inmunológica y aumentan la actividad contra el antígeno al que están unidos. Sin embargo, también se ha observado que la respuesta inmunológica inducida, ya sea por el propio parásito o por la interacción entre la respuesta inmunológica y la vacuna, puede verse disminuida por el parásito mismo. En algunos casos, las vacunas pueden generar un tipo de inmunidad contraria a la necesaria para eliminar a los parásitos o la memoria inmunológica puede evitar la generación de una respuesta frente a nuevos antígenos. Además, el efecto inmunosupresor de algunos parásitos puede influir en la evaluación de la respuesta inmunológica al momento de evaluar la eficacia de las vacunas. Estas ventajas y desventajas se resumen en la tabla 3.39

El Futuro de las vacunas parasitarias
La búsqueda y el descubrimiento de antígenos para vacunas a menudo se enfrentan a obstáculos, especialmente en la última etapa del proceso: los ensayos de la vacuna. Las limitaciones biológicas e inmunológicas, combinadas con la transición de ensayos en entornos in vitro e in vivo a pruebas en seres humanos, pueden resultar desafiantes. Esto se debe en gran parte a la falta de seguridad, eficacia y viabilidad de la aplicación de los posibles candidatos vacunales en el cuerpo humano.
Para abordar estos desafíos, es necesario recurrir a técnicas más precisas e innovadoras, como la proteómica, la genómica y la bioinformática. Estas herramientas pueden acelerar la identificación, seguridad y respuesta de los candidatos potenciales, brindando una mayor certeza al realizar los correspondientes ensayos clínicos.
Conclusiones
Las infecciones parasitarias representan un importante problema de salud pública, especialmente aquellas transmitidas a través de la contaminación fecal y alimentos contaminados. Estas parasitosis pueden tener consecuencias en la salud, la economía, la sociedad e incluso la política. Los tratamientos disponibles se ven limitados por diversos factores, tanto internos como externos. Una posible solución sería el desarrollo de vacunas que puedan reducir la morbilidad parasitaria. Las vacunas contra parásitos poseen un potencial futuro en la aplicación en seres humanos. No obstante, se requiere más investigación relacionada con la respuesta inmunológica que generan, su seguridad y eficacia. Además, se deben explorar nuevas estrategias de investigación para identificar posibles candidatos vacunales más específicos y con menor probabilidad de efectos adversos. La protección a través de la vacunación se ha convertido en un campo clave de investigación para el control de parásitos, como un enfoque alternativo o complementario al costoso desarrollo de fármacos y debido a las crecientes preocupaciones sobre la resistencia y los residuos químicos. No obstante, aún falta mucha información sobre la biología y epidemiología de los parásitos, así como la identificación de nuevos objetivos para su control.
Referencias
1. Dirección General de Epidemiología. Boletin Epidemiológico, Vigilancia Epidemiológica Semana 24, 2023.
2. Sánchez-Valdéz FJ, Pérez Brandán C, Ferreira A, Basombrío MÁ. Gene-deleted live-attenuated Trypanosoma cruzi parasites as vaccines to protect against Chagas disease. Expert Review of Vaccines. 2015;14(5):681-97.
3. Biter AB, Weltje S, Hudspeth EM, Seid CA, McAtee CP, Chen WH, et al. Characterization and Stability of Trypanosoma cruzi 24-C4 (Tc24-C4), a Candidate Antigen for a Therapeutic Vaccine Against Chagas Disease. J Pharm Sci. 2018;107(5).
4. Bivona AE, Sánchez Alberti A, Matos MN, Cerny N, Cardoso AC, Morales C, et al. Trypanosoma cruzi 80 kDa prolyl oligopeptidase (Tc80) as a novel immunogen for Chagas disease vaccine. PLoS Negl Trop Dis. 2018;12(3).
5. Antunes D, Marins-Dos-Santos A, Ramos MT, Mascarenhas BAS, De Carvalho Moreira CJ, Farias-De-Oliveira DA, et al. Oral Route Driven Acute Trypanosoma cruzi Infection Unravels an IL-6 Dependent Hemostatic Derangement. Front Immunol. 2019;14(10):1073.
6. Feng XM, Zheng WY, Zhang HM, Shi WY, Li Y, Cui BJ, et al. Vaccination with bivalent DNA vaccine of α1-giardin and cwp2 delivered by attenuated salmonella typhimurium reduces trophozoites and cysts in the feces of mice infected with giardia lamblia. PLoS One. 2016;11(6).
7. Olson ME, Ceri H, Morck DW. Giardia vaccination. Parasitology Today. 2000;16(5):213-7.
8. Araújo MSS, Andrade RA de, Vianna LR, Mayrink W, Reis AB, Sathler-Avelar R, et al. Despite Leishvaccine and Leishmune® trigger distinct immune profiles, their ability to activate phagocytes and CD8+ T-cells support their high-quality immunogenic potential against canine visceral leishmaniasis. Vaccine. 2008;26(18).
9. Khamesipour A. Therapeutic vaccines for leishmaniasis. Expert Opinion on Biological Therapy. 2014;14(11):1641-9.
10. Wylie CE, Carbonell-Antoñanzas M, Aiassa E, Dhollander S, Zagmutt FJ, Brodbelt DC, et al. A systematic review of the efficacy of prophylactic control measures for naturally-occurring canine leishmaniosis, part I: Vaccinations. Preventive Veterinary Medicine. 2014;117(1):7-18.
11. Srivastava S, Shankar P, Mishra J, Singh S. Possibilities and challenges for developing a successful vaccine for leishmaniasis. Parasites and Vectors. 2016;9(1):277.
12. Gradoni L. Canine Leishmania vaccines: Still a long way to go. Vet Parasitol. 2015;208(1–2).
13. Viana KF, Fiuza JA, Gannavaram S, Dey R, Selvapandiyan A, Bartholomeu DC, et al. Application of rapid in vitro co-culture system of macrophages and T-cell subsets to assess the immunogenicity of dogs vaccinated with live attenuated Leishmania donovani centrin deleted parasites (LdCen-/-). Parasites and Vectors. 2016;9(1).
14. Starita C, Gavazza A, Lubas G. Hematological, Biochemical, and Serological Findings in Healthy Canine Blood Donors after the Administration of CaniLeish® Vaccine. Vet Med Int. 2016;4601893.
15. Llanos-Cuentas A, Calderón W, Cruz M, Ashman JA, Alves FP, Coler RN, et al. A clinical trial to evaluate the safety and immunogenicity of the LEISH-F1+MPL-SE vaccine when used in combination with sodium stibogluconate for the treatment of mucosal leishmaniasis. Vaccine. 2010;28(46).
16. Chakravarty J, Kumar S, Trivedi S, Rai VK, Singh A, Ashman JA, et al. A clinical trial to evaluate the safety and immunogenicity of the LEISH-F1+MPL-SE vaccine for use in the prevention of visceral leishmaniasis. Vaccine. 2011;29(19).
17. Gillespie PM, Beaumier CM, Strych U, Hayward T, Hotez PJ, Bottazzi ME. Status of vaccine research and development of vaccines for leishmaniasis. Vaccine. 2016;34(26).
18. Mutiso JM, Macharia JC, Kiio MN, Ichagichua JM, Rikoi H, Gicherub MM. Development of leishmania vaccines: Predicting the future from past and present experience. J Biomed Res. 2013;27(2).
19. Coler RN, Duthie MS, Hofmeyer KA, Guderian J, Jayashankar L, Vergara J, et al. From mouse to man: safety, immunogenicity and efficacy of a candidate leishmaniasis vaccine LEISH-F3+GLA-SE. Clin Transl Immunol. 2015;4(4).
20. Osman M, Mistry A, Keding A, Gabe R, Cook E, Forrester S, et al. A third generation vaccine for human visceral leishmaniasis and post kala azar dermal leishmaniasis: First-in-human trial of ChAd63-KH. PLoS Negl Trop Dis. 2017;11(5).
21. Laurens MB. RTS,S/AS01 vaccine (MosquirixTM): an overview. Hum Vaccines Immunother. 2019;26(3).
22. Pance A. How elusive can a malaria vaccine be? Nature Reviews Microbiology. 2019;17(3):129.
23. Perrin AJ, Bisson C, Faull PA, Renshaw MJ, Lees RA, Fleck RA, et al. Malaria parasite schizont egress antigen-1 plays an essential role in nuclear segregation during schizogony. MBio. 2021;12(2).
24. Frimpong A, Kusi KA, Ofori MF, Ndifon W. Novel strategies for malaria vaccine design. Frontiers in Immunology. 2018;9.
25. França ACB, Françoso KS, Marques RF, Trossini GHG, Gomes RA, Póvoa MM, et al. Antibodies Against the Plasmodium vivax Apical Membrane Antigen 1 From the Belem Strain Share Common Epitopes Among Other Worldwide Variants. Front Cell Infect Microbiol. 2021;11.
26. Ewer KJ, O’Hara GA, Duncan CJA, Collins KA, Sheehy SH, Reyes-Sandoval A, et al. Protective CD8 + T-cell immunity to human malaria induced by chimpanzee adenovirus-MVA immunisation. Nat Commun. 2013;4:2836.
27. Ramakrishnan C, Maier S, Walker RA, Rehrauer H, Joekel DE, Winiger RR, et al. An experimental genetically attenuated live vaccine to prevent transmission of Toxoplasma gondii by cats. Sci Rep. 2019;9(1).
28. Paintlia M, Kaur S, Gupta I, Ganguly N, Mahajan R, Malla N. Specific IgA response, T-cell subtype and cytokine profile in experimental intravaginal trichomoniasis. Parasitol Res. 2002;88(4).
29. Villarroel A, Carpenter TE, BonDurant RH. Development of a simulation model to evaluate the effect of vaccination against Tritrichomonas foetus on productive effieciency in beef herds. Am J Vet Res. 2004;65(6).
30. Chapwanya A, Usman AY, Irons PC. Comparative aspects of immunity and vaccination in human and bovine trichomoniasis: a review. Tropical Animal Health and Production. 2016;48:1-7.
31. Das NC, Patra R, Gupta PS Sen, Ghosh P, Bhattacharya M, Rana MK, et al. Designing of a novel multi-epitope peptide based vaccine against Brugia malayi: An in silico approach. Infect Genet Evol. 2021;87.
32. Yadav S, Sharma P, Sharma A, Ganga L, Saxena JK, Srivastava M. Immunization with Brugia malayi Calreticulin Protein Generates Robust Antiparasitic Immunity and Offers Protection during Experimental Lymphatic Filariasis. ACS Infect Dis. 2021;7(4).
33. McNulty SN, Mitreva M, Weil GJ, Fischer PU. Inter and intra-specific diversity of parasites that cause lymphatic filariasis. Infection, Genetics and Evolution. 2013;14:137-46.
34. de Castro JC, de Almeida L V., Cardoso MS, Oliveira FMS, Nogueira DS, Reis-Cunha JL, et al. Vaccination with chimeric protein induces protection in murine model against ascariasis. Vaccine. 2021;39(2).
35. Ebner F, Morrison E, Bertazzon M, Midha A, Hartmann S, Freund C, et al. CD4+ Th immunogenicity of the Ascaris spp. secreted products. NPJ Vaccines. 2020;5(1).
36. Hansen EP, Fromm B, Andersen SD, Marcilla A, Andersen KL, Borup A, et al. Exploration of extracellular vesicles from Ascaris suum provides evidence of parasite–host cross talk. J Extracell Vesicles. 2019;8(1).
37. Gauci CG, Verástegui MR, Gilman RH, Lightowlers MW. Taenia solium and Taenia ovis: Stage-specific expression of the vaccine antigen genes, TSOL18, TSOL16, and homologues, in oncospheres. Exp Parasitol. 2006;113(4).
38. Wei J, Hegde VL, Yanamandra A V., O’Hara MP, Keegan B, Jones KM, et al. Mucosal Vaccination With Recombinant Tm-WAP49 Protein Induces Protective Humoral and Cellular Immunity Against Experimental Trichuriasis in AKR Mice. Front Immunol. 2022;13.
39. Wait LF, Dobson AP, Graham AL. Do parasite infections interfere with immunisation? A review and meta-analysis. Vaccine. 2020;38(35):5582-5590.