Vacunación en el contexto de enfermedades zoonóticas

Vacunación en el contexto de enfermedades zoonóticas 

Rosalía Alfaro Sifuentes^1,2

1 Laboratorio de Biología Molecular, Departamento de Ciencias Agronómicas y Veterinarias, Instituto Tecnológico de Sonora. Ciudad Obregón, Sonora, México.

2 Centro de Investigación de Ciencias de la Salud Anáhuac, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad Anáhuac México Campus Norte, Estado de México, México.

Resumen

Las enfermedades zoonóticas, que se transmiten de animales a humanos, representan una preocupación significativa para la salud pública global. Estas infecciones, causadas por diversos patógenos como bacterias, virus, parásitos y hongos, pueden transmitirse a través del contacto directo con animales infectados, el consumo de alimentos o agua contaminados, o mediante picaduras de vectores como mosquitos y garrapatas. La vacunación ha demostrado ser una estrategia crucial en la prevención de estas enfermedades, reduciendo tanto su incidencia como su propagación en humanos y animales.

No obstante, la implementación de vacunas enfrenta diversos desafíos. A pesar de los avances en la ciencia y la medicina, muchas zoonosis aún carecen de opciones de vacunación adecuadas para humanos. Para abordar estos desafíos, es fundamental adoptar un enfoque integral conocido como «One Health», que reconoce la interconexión entre la salud humana, animal y ambiental. Este enfoque promueve la colaboración entre diferentes sectores para mejorar la prevención, el control y el desarrollo de nuevas vacunas, garantizando una respuesta eficaz ante las enfermedades zoonóticas.

Abstract

Zoonotic diseases, which are transmitted from animals to humans, represent a significant concern for global public health. These infections, caused by various pathogens such as bacteria, viruses, parasites, and fungi, can be transmitted through direct contact with infected animals, consumption of contaminated food or water, or through bites from vectors such as mosquitoes and ticks. Vaccination has proven to be a crucial strategy in preventing these diseases, reducing both their incidence and their spread among humans and animals.

However, the implementation of vaccines faces several challenges. Despite advances in science and medicine, many zoonoses still lack adequate vaccination options for humans. To address these challenges, it is essential to adopt a comprehensive approach known as «One Health,» which recognizes the interconnectedness of human, animal, and environmental health. This approach promotes collaboration across different sectors to improve prevention, control, and the development of new vaccines, ensuring an effective response to zoonotic diseases.

Palabras clave: zoonosis, vacunación, One Health, salud pública, prevención.

Introducción a las enfermedades zoonóticas y su importancia

Las enfermedades zoonóticas, también conocidas como zoonosis, son infecciones que se transmiten de animales a humanos. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), se clasifica como zoonosis cualquier enfermedad o infección que se transmita de manera natural de animales vertebrados a humanos, o viceversa.¹ Estas enfermedades pueden ser causadas por bacterias, virus, parásitos y hongos, afectando a personas de todas las edades y procedencias. La transmisión a los humanos puede ocurrir a través del contacto directo con animales infectados,² el consumo de alimentos o agua contaminados,³ o mediante picaduras de vectores artrópodos infectados, como garrapatas y mosquitos.⁴ 

Se estima que aproximadamente 61% de los patógenos que causan enfermedades en humanos tienen un origen animal.⁵ Por tanto, las zoonosis representan una preocupación significativa para la salud pública global debido a la estrecha interacción entre humanos y animales en contextos agrícolas, en la vida cotidiana con animales de compañía y en el entorno natural. Además de su impacto en la salud, estas enfermedades conllevan una carga económica considerable, derivada de los costos de los tratamientos médicos, la pérdida de productividad y el impacto en el comercio de productos de origen animal.⁶ A nivel mundial, las zoonosis afectan principalmente a los ganaderos en países de bajos y medianos ingresos, causando aproximadamente 2.4 mil millones de casos y 2.7 millones de muertes humanas al año.⁷

El papel de la vacunación en la prevención de enfermedades zoonóticas

La vacunación ha sido un pilar fundamental en la prevención de enfermedades tanto en humanos como en animales, desempeñando un papel crucial en la mitigación de enfermedades zoonóticas. Históricamente, la vacunación ha demostrado su eficacia en la erradicación de enfermedades virales devastadoras, como la viruela y la peste bovina.^8,9 No obstante, a pesar de estos avances, las enfermedades infecciosas siguen representando un desafío considerable para la salud pública y la seguridad alimentaria a nivel global.¹⁰

Dado que la mayoría de los patógenos que afectan a los humanos tienen su origen en animales,⁵ la prevención de estas enfermedades zoonóticas mediante la vacunación se considera una estrategia altamente efectiva para controlar su propagación y prevenir brotes epidémicos.² Ejemplos emblemáticos incluyen el virus de la gripe aviar, la tuberculosis, la fascioliasis o la tinea (Tabla 1).^2,11

Tabla adaptada y modificada de: Rahman et al. Zoonotic Diseases: Etiology, Impact, and Control. Microorganisms. 2020; 8(9):1405.²

Tabla 1. Ejemplos de zoonosis: enfermedades, patógenos y hospederos.

Sin embargo, a pesar de los avances en la ciencia y la medicina, muchas enfermedades zoonóticas aún carecen de vacunas eficaces para su prevención en humanos. Un ejemplo es la fascioliasis, una enfermedad causada por el parásito hepático F. gigantica o F. hepatica, que afecta tanto al ganado como a los humanos y ocasiona pérdidas económicas significativas a nivel mundial.¹² Aunque el triclabendazol es el tratamiento de elección, la creciente resistencia a este medicamento y la falta de una vacuna comercial efectiva subrayan la necesidad urgente de desarrollar nuevas estrategias preventivas.¹³ Investigaciones recientes han explorado enfoques de inmunoinformática para diseñar vacunas multi-epítopo basadas en proteínas, como las glutatión S-transferasas, mostrando resultados prometedores en estudios in silico.¹² No obstante, estos desarrollos requieren validación experimental adicional para confirmar su seguridad e inmunogenicidad antes de que puedan ser considerados para uso clínico.

De manera similar, las infecciones fúngicas como la Aspergilosis también carecen de vacunas disponibles para humanos, a pesar de los esfuerzos de investigación. Aun así, los avances en la secuenciación del genoma de patógenos, la definición de antígenos fúngicos y una mejor comprensión de la inmunología fúngica han acercado la posibilidad de desarrollar vacunas clínicas contra el hongo Aspergillus fumigatus, Candida spp., entre otros.^15,16 Diversos estudios han explorado diferentes métodos, desde formas particuladas del hongo hasta proteínas recombinantes, con el objetivo de activar células T de memoria que generen una respuesta inflamatoria tipo Th1, por ejemplo, en A. fumigatus.¹⁵ 

Aunque se han observado resultados prometedores en modelos animales, la transición de estos hallazgos a aplicaciones clínicas aún está en proceso,¹⁶ lo que resalta la complejidad de desarrollar vacunas efectivas contra enfermedades zoonóticas provenientes de parásitos u hongos.

Vacunación en animales y su impacto en la salud pública 

La vacunación de animales es esencial para prevenir la propagación de enfermedades zoonóticas, proteger la salud animal y garantizar la seguridad alimentaria.² Al brindar protección contra patógenos específicos, las vacunas ayudan a interrumpir el ciclo de transmisión entre animales y humanos.

En medicina veterinaria, se utilizan principalmente tres tipos de vacunas: vacunas inactivadas, vacunas vivas atenuadas y vacunas de subunidades recombinantes. Sin embargo, estas vacunas convencionales presentan diversas limitaciones. Las vacunas vivas atenuadas pueden revertir a una forma virulenta, las inactivadas suelen tener baja inmunogenicidad, y las vacunas de subunidades recombinantes pueden ofrecer una protección limitada contra virus heterogéneos.¹⁷ 

Idealmente, una vacuna contra enfermedades infecciosas animales debe ofrecer protección de amplio espectro contra todos los aislamientos, permitir la discriminación entre animales infectados y vacunados, evitar la recombinación entre vacunas y cepas de campo, generar respuestas inmunitarias fuertes y duraderas, ser económica y de fácil administración.¹¹ La tabla 2 presenta algunas características de las vacunas actuales.

Tabla 2. Características de distintos tipos de vacunas.

“++,+,-“: alto nivel a bajo nivel; “S”: Si, “N”: No. Adaptada de: Le et al. mRNA Vaccine Development for Emerging Animal and Zoonotic Diseases. Viruses. 2022;14(2):401.¹¹ 

En el ganado, por ejemplo, la vacunación se ha asociado con una disminución en el número de casos humanos reportados y con una reducción en las pérdidas económicas causadas por brotes.¹⁸ Un caso ilustrativo es el de la brucelosis. Aunque los antibióticos suelen ser efectivos para el tratamiento en humanos, su uso puede ser complicado y no existen vacunas disponibles a la fecha. Además, las vacunas para el ganado son reactogénicas en humanos.¹⁹ No obstante, la vacuna S19, una vacuna viva contra la brucelosis,²⁰ es la más efectiva en la actualidad y sirve como estándar para otras vacunas contra esta enfermedad, con una eficacia estimada de aproximadamente 70%,²¹ lo que contribuye a salvaguardar la salud pública. 

Otro ejemplo es la rabia, una enfermedad zoonótica causada por virus del género Lyssavirus, transmitida principalmente por la mordedura de mamíferos infectados.²³ La rabia transmitida por perros representa más del 99% de los casos humanos reportados. A pesar de los avances, el virus sigue siendo endémico en muchas regiones, y la rabia humana continúa siendo una de las enfermedades más graves, causando alrededor de 59,000 muertes humanas cada año.²⁴ Esto se debe en gran parte a la falta de recursos en muchos países de ingresos bajos y medianos para implementar programas completos de vacunación antirrábica en perros.²⁵

Para diseñar y desarrollar con éxito vacunas, es esencial comprender la relación hospedero y patógeno. Una vacuna debe inducir una inmunidad protectora similar a la que ofrece una infección natural.²² Este enfoque es relevante no solo para la brucelosis y la rabia, sino para muchas otras enfermedades zoonóticas. Cuando las vacunas se utilizan de manera óptima, previenen enfermedades, reducen su transmisión y mejoran la salud animal, además de proteger indirectamente a los humanos contra las zoonosis. No obstante, desarrollar programas de vacunación efectivos es desafiante debido a la diversidad animal, por lo que no existe una solución única para todos. 

Las vacunas son fundamentales tanto para la salud animal como para la salud pública. Con estrategias adecuadas y políticas de implementación, el control de enfermedades zoonóticas en animales y humanos se vuelve más factible a diferentes niveles.²⁶

Enfoques integrales en vacunación humana y prevención de zoonosis

La capacidad de las enfermedades zoonóticas para afectar la salud humana, animal y ambiental, así como la seguridad alimentaria global y la estabilidad económica. Esto subraya la importancia de implementar intervenciones efectivas que aborden la prevención en múltiples niveles.²⁷ Sin embargo, existen limitaciones significativas, como la definición de las poblaciones objetivo-ideales, las complejidades en la obtención de licencias y la aprobación de vacunas, y los posibles riesgos para los humanos derivados de las cepas de vacunas animales.²⁸

En Estados Unidos, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) es la responsable de aprobar las vacunas para humanos, mientras que las políticas de inmunización son establecidas por el Comité Asesor sobre Prácticas de Inmunización. Una vez aprobadas, la FDA supervisa continuamente la producción de estas vacunas. No obstante, la autorización de vacunas se realiza de manera individual en cada país, lo que complica las actividades de respuesta y resalta la necesidad de una colaboración global para desarrollar planes de preparación efectivos.²⁷ 

Para abordar eficazmente las enfermedades zoonóticas, es esencial adoptar un enfoque integral conocido como “One Health”, que reconoce la interconexión entre la salud humana, animal y ambiental. Un ejemplo destacado de este enfoque es la Iniciativa de la OMS para “erradicar las muertes humanas por rabia mediadas por perros para 2030”. Esta colaboración, liderada por la OMS, se enfoca en la vacunación de perros y en la profilaxis postexposición para prevenir la transmisión de la rabia.²⁹

Otro ejemplo reciente es la pandemia de COVID-19, que ha demostrado cómo el comportamiento humano en relación con otras formas de vida puede incrementar el riesgo de enfermedades zoonóticas. La respuesta global al COVID-19 ha resaltado la importancia de las vacunas en la prevención de zoonosis emergentes. Vacunas para uso humano, como las de Pfizer-BioNTech, Moderna y Johnson & Johnson, han sido cruciales para controlar la propagación del virus,²⁷ destacando no solo la importancia de las vacunas para proteger a las personas, sino también para prevenir la transmisión de enfermedades entre especies.

Asimismo, en Estados Unidos, el “Marco Estratégico de Inmunización Global” del Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) establece directrices para avanzar en el control y la erradicación de enfermedades prevenibles por vacunación, con un enfoque especial en las zoonosis. Este marco enfatiza la necesidad de un enfoque flexible y sostenible, promoviendo la colaboración entre sectores para maximizar la eficacia de las intervenciones preventivas.²⁷

No obstante, a pesar de estos avances, persisten desafíos en la implementación de vacunas. Entre estos desafíos se encuentran la obtención de licencias y los costos asociados con el desarrollo, la producción y la distribución de las vacunas. Sin embargo, la innovación continua y la adaptación de nuevas tecnologías de vacunación, así como la adopción de enfoques colaborativos y la garantía de financiamiento global, son fundamentales para enfrentar estos obstáculos y proteger la salud global. 

Conclusión

La vacunación es una herramienta fundamental en la prevención de enfermedades zoonóticas, teniendo un impacto significativo tanto en la salud pública como en la salud animal. A pesar de los importantes avances en el desarrollo de vacunas, aún enfrentamos desafíos relacionados con la obtención de licencias, el acceso equitativo y la eficacia en diversas regiones. Estos retos destacan la necesidad de enfoques integrados que promuevan la colaboración entre diferentes sectores y fortalezcan los sistemas de salud.

Adoptar una estrategia “One Health”, que reconozca la interdependencia entre la salud humana, animal y ambiental, es crucial para mejorar la prevención y el control de las zoonosis. Un enfoque global y coordinado permitirá avanzar en la investigación y desarrollo de nuevas vacunas, optimizando su impacto y eficacia. Esto no solo protegerá la salud global, sino que también reducirá la carga de enfermedades zoonóticas.

Referencias

1. Organización Mundial de la Salud. Tema de Salud de la OMS: Zoonosis. Disponible en línea: https://www.who.int/topics/zoonoses/en/ (accedido el 29 de mayo de 2024).
2. Rahman MT, Sobur MA, Islam MS, Ievy S, Hossain MJ, El Zowalaty ME, Rahman AT, Ashour HM. Zoonotic Diseases: Etiology, Impact, and Control. Microorganisms. 2020 Sep 12;8(9):1405. doi: 10.3390/microorganisms8091405. PMID: 32932606; PMCID: PMC7563794.
3. Loh EH, Zambrana-Torrelio C, Olival KJ, Bogich TL, Johnson CK, Mazet JA, Karesh W, Daszak P. Targeting Transmission Pathways for Emerging Zoonotic Disease Surveillance and Control. Vector Borne Zoonotic Dis. 2015 Jul;15(7):432-7. doi: 10.1089/vbz.2013.1563. PMID: 26186515; PMCID: PMC4507309.
4. Kilpatrick AM, Randolph SE. Drivers, dynamics, and control of emerging vector-borne zoonotic diseases. Lancet. 2012 Dec 1;380(9857):1946-55. doi: 10.1016/S0140-6736(12)61151-9. PMID: 23200503; PMCID: PMC3739480.
5. Abebe E, Gugsa G, Ahmed M. Review on Major Food-Borne Zoonotic Bacterial Pathogens. J Trop Med. 2020 Jun 29;2020:4674235. doi: 10.1155/2020/4674235. PMID: 32684938; PMCID: PMC7341400.
6. Elsohaby I, Villa L. Zoonotic diseases: understanding the risks and mitigating the threats. BMC Vet Res. 2023 Oct 3;19(1):186. doi: 10.1186/s12917-023-03736-8. PMID: 37789313; PMCID: PMC10546628.
7. Grace D, Mutua F, Ochungo P, Kruska R, Jones K, Brierley L, Lapar L, Said M, Herrero M, Phuc P.M, et al. Mapping of poverty and likely zoonoses hotspots. In Zoonoses Project 4. Report to the UK Department for International Development; International Livestock Research Institute: Nairobi, Kenya, 2012.
8. Belongia EA, Naleway AL. Smallpox vaccine: the good, the bad, and the ugly. Clin Med Res. 2003 Apr;1(2):87-92. doi: 10.3121/cmr.1.2.87. PMID: 15931293; PMCID: PMC1069029.
9. Roeder P, Mariner J, Kock R. Rinderpest: the veterinary perspective on eradication. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2013 Jun 24;368(1623):20120139. doi: 10.1098/rstb.2012.0139. PMID: 23798687; PMCID: PMC3720037.
10. Tomley FM, Shirley MW. Livestock infectious diseases and zoonoses. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2009 Sep 27;364(1530):2637-42. doi: 10.1098/rstb.2009.0133. PMID: 19687034; PMCID: PMC2865087.
11. Le T, Sun C, Chang J, Zhang G, Yin X. mRNA Vaccine Development for Emerging Animal and Zoonotic Diseases. Viruses. 2022 Feb 15;14(2):401. doi: 10.3390/v14020401. PMID: 35215994; PMCID: PMC8877136.
12. Kalita J, Padhi AK, Tripathi T. Designing a vaccine for fascioliasis using immunogenic 24 kDa mu-class glutathione s-transferase. Infect Genet Evol. 2020 Sep;83:104352. doi: 10.1016/j.meegid.2020.104352. Epub 2020 May 7. PMID: 32387753.
13. Gordon D, Zadoks R, Skuce P, Sargison N. Confirmation of triclabendazole resistance in liver fluke in the UK. Vet Rec. 2012 Aug 11;171(6):159-60. doi: 10.1136/vr.e5381. PMID: 22890401.
14. Kong YC, Levine HB. Experimentally induced immunity in the mycoses. Bacteriol Rev. 1967 Mar;31(1):35-53. doi: 10.1128/br.31.1.35-53.1967. PMID: 4962952; PMCID: PMC441021.
15. Stevens DA, Clemons KV, Liu M. Developing a vaccine against aspergillosis. Med Mycol. 2011 Apr;49 Suppl 1:S170-6. doi: 10.3109/13693786.2010.497775. Epub 2010 Jul 7. PMID: 20608783.
16. Kumar R, Srivastava V. Application of anti-fungal vaccines as a tool against emerging anti-fungal resistance. Front Fungal Biol. 2023 Aug 21;4:1241539. doi: 10.3389/ffunb.2023.1241539. PMID: 37746132; PMCID: PMC10512234.
17. Kennedy RB, Ovsyannikova IG, Palese P, Poland GA. Current Challenges in Vaccinology. Front Immunol. 2020 Jun 25;11:1181. doi: 10.3389/fimmu.2020.01181. PMID: 32670279; PMCID: PMC7329983.
18. Goodwin ZI, Pascual DW. Brucellosis vaccines for livestock. Vet Immunol Immunopathol. 2016 Nov 15;181:51-58. doi: 10.1016/j.vetimm.2016.03.011. Epub 2016 Mar 16. PMID: 27032465.
19. Ashford DA, di Pietra J, Lingappa J, Woods C, Noll H, Neville B, Weyant R, Bragg SL, Spiegel RA, Tappero J, Perkins BA. Adverse events in humans associated with accidental exposure to the livestock brucellosis vaccine RB51. Vaccine. 2004 Sep 3;22(25-26):3435-9. doi: 10.1016/j.vaccine.2004.02.041. PMID: 15308369.
20. Buck, J. M. «Studies of vaccination during calfhood to prevent bovine infectious abortion.» J. agric. Res 41.9 (1930): 667-689.
21. Lubroth J, Rweyemamu MM, Viljoen G, Diallo A, Dungu B, Amanfu W. Veterinary vaccines and their use in developing countries. Rev Sci Tech. 2007 Apr;26(1):179-201. PMID: 17633302.
22. Olsen SC. Recent developments in livestock and wildlife brucellosis vaccination. Rev Sci Tech. 2013 Apr;32(1):207-17. doi: 10.20506/rst.32.1.2201. PMID: 23837378.
23. Afonso CL, Amarasinghe GK, Bányai K, et al. Taxonomy of the order Mononegavirales: update 2016. Arch Virol. 2016 Aug;161(8):2351-60. doi: 10.1007/s00705-016-2880-1. Epub 2016 May 23. PMID: 27216929; PMCID: PMC4947412.
24. Fooks AR, Banyard AC, Horton DL, Johnson N, McElhinney LM, Jackson AC. Current status of rabies and prospects for elimination. Lancet. 2014 Oct 11;384(9951):1389-99. doi: 10.1016/S0140-6736(13)62707-5. Epub 2014 May 11. PMID: 24828901; PMCID: PMC7159301.
25. Hampson K, Coudeville L, Lembo T, Sambo M, Kieffer A, Attlan M, Barrat J, Blanton JD, Briggs DJ, Cleaveland S, Costa P, Freuling CM, Hiby E, Knopf L, Leanes F, Meslin FX, Metlin A, Miranda ME, Müller T, Nel LH, Recuenco S, Rupprecht CE, Schumacher C, Taylor L, Vigilato MA, Zinsstag J, Dushoff J; Global Alliance for Rabies Control Partners for Rabies Prevention. Estimating the global burden of endemic canine rabies. PLoS Negl Trop Dis. 2015 Apr 16;9(4):e0003709. doi: 10.1371/journal.pntd.0003709. Erratum in: PLoS Negl Trop Dis. 2015 May 11;9(5):e0003786. doi: 10.1371/journal.pntd.0003786. PMID: 25881058; PMCID: PMC4400070.
26. Adams LG, Khare S, Lawhon SD, Rossetti CA, Lewin HA, Lipton MS, Turse JE, Wylie DC, Bai Y, Drake KL. Enhancing the role of veterinary vaccines reducing zoonotic diseases of humans: linking systems biology with vaccine development. Vaccine. 2011 Sep 22;29(41):7197-206. doi: 10.1016/j.vaccine.2011.05.080. Epub 2011 Jun 7. PMID: 21651944; PMCID: PMC3170448.
27. Carpenter A, Waltenburg MA, Hall A, Kile J, Killerby M, Knust B, Negron M, Nichols M, Wallace RM, Behravesh CB, McQuiston JH, The Vaccine Preventable Zoonotic Disease Working Group. Vaccine Preventable Zoonotic Diseases: Challenges and Opportunities for Public Health Progress. Vaccines (Basel). 2022 Jun 22;10(7):993. doi: 10.3390/vaccines10070993. PMID: 35891157; PMCID: PMC9319643.
28. Negrón ME, Kharod GA, Bower WA, Walke H. Notes from the Field: Human Brucella abortus RB51 Infections Caused by Consumption of Unpasteurized Domestic Dairy Products – United States, 2017-2019. MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 2019 Feb 22;68(7):185. doi: 10.15585/mmwr.mm6807a6. PMID: 30789879; PMCID: PMC6385706.
29. Wallace RM, Undurraga EA, Blanton JD, Cleaton J, Franka R. Elimination of Dog-Mediated Human Rabies Deaths by 2030: Needs Assessment and Alternatives for Progress Based on Dog Vaccination. Front Vet Sci. 2017 Feb 10;4:9. doi: 10.3389/fvets.2017.00009. PMID: 28239608; PMCID: PMC5300989.