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ES2265643T3 - Bacteria de borrelia burgdorferi. - Google Patents

Bacteria de borrelia burgdorferi. Download PDF

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ES2265643T3 ES95916950T ES95916950T ES2265643T3 ES 2265643 T3 ES2265643 T3 ES 2265643T3 ES 95916950 T ES95916950 T ES 95916950T ES 95916950 T ES95916950 T ES 95916950T ES 2265643 T3 ES2265643 T3 ES 2265643T3
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Jon B. Korshus
Paul L. Runnels
Richard L. Sharpee
Ronald F. Schell
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Abstract

SE FACILITA UNA BACTERINA QUE INCLUYE CANTIDADES INMUNIZANTES EFECTIVAS DE DOS AISLADOS DE PROTECCION NO CRUZADA DE BORRELIA BURGDORFERI AISLADA, UN ADYUVANTE EN CANTIDAD SUFICIENTE PARA MEJORAR LA INMUNOGENICIDAD DE LOS AISLADOS DE BORRELIA BURGDORFERI INACTIVADOS Y UN VEHICULO APROPIADO. LA BACTERINA PUEDE CONTENER TAMBIEN UN TERCER AISLADO DE PROTECCION NO CRUZADA. SE FACILITA TAMBIEN UNA BACTERINA QUE INCLUYE CANTIDADES INMUNIZANTES EFECTIVAS DE UNA SUBUNIDAD ANTIGENICA DERIVADA DE UN PRIMER AISLADO DE BORRELIA BURGDORFERI Y DE UN SEGUNDO AISLADO DE BORRELIA BURGDORFERI DE PROTECCION NO CRUZADA, UN ADYUVANTE EN CANTIDAD SUFICIENTE PARA MEJORAR LA INMUNOGENICIDAD DE LAS SUBUNIDADES ANTIGENICAS Y UN VEHICULO APROPIADO. LA BACTERINA PUEDE CONTENER TAMBIEN UNA CANTIDAD INMUNIZANTE EFECTIVA DE UNA SUBUNIDAD ANTIGENICA DE UNA TERCERA BORRELIA BURGDORFERI. ADEMAS SE PROPORCIONA UNA BACTERINA QUE INCLUYE CANTIDADES INMUNIZANTES EFECTIVAS DE DOS AISLADOS DE PROTECCION NO CRUZADA DE BORRELIA BURGDORFERI INACTIVADA Y UNA O MAS SUBUNIDADES DE LOS AISLADOS DE PROTECCION NO CRUZADA, UN ADYUVANTE EN CANTIDAD SUFICIENTE PARA MEJORAR LA INMUGENICIDAD DE LA BORRELIA BURGDORFERI INACTIVADA Y SUBUNIDADES ANTIGENICAS ASI COMO UN VEHICULO APROPIADO. TAMBIEN SE PROPORCIONAN METODOS PARA INMUNIZAR A UN ANIMAL CONTRA LA INFECCION POR BORRELIA BURGDORFERI QUE SUPONEN LA ADMINISTRACION AL ANIMAL DE UNA DOSIS DE LA BACTERINA DESCRITA.

Description

Bacterina de Borrelia burgdorferi.
La enfermedad de Lyme fue descrita por primera vez por Steere et al. en 1977, quienes dieron cuenta de una epidemia de artritis en Lyme, Old Lyme y East Haddam, Connecticut. En 1982, el Dr. Willy Burgdorfer descubrió una nueva espiroqueta en el intestino medio de las garrapatas Ixodes dammini (véase Burgdorfer, W. A. et al., (1982) Science 216: 1317-1319). Posteriormente se demostró que esta espiroqueta generaba una respuesta inmunitaria en conejos infectados equivalente a la de seres humanos con la enfermedad de Lyme, y se sabe en la actualidad que se trata del agente etiológico de la enfermedad. Después la espiroqueta se denominó Borrelia burgdorferi.
Aunque las garrapatas Ixodes son los vectores más frecuentes de Borrelia burgdorferi, también se han encontrado las espiroquetas en moscas de venado, moscas de caballo y mosquitos. Las espiroquetas penetran en el animal hospedador cuando éste es picado por el vector. Las espiroquetas de B. burgdorferi residen en varios tejidos del animal hospedador, pudiendo dar lugar a una infección prolongada.
Se ha demostrado recientemente que Borrelia burgdorferi posee un tipo único de ADN extracromosómico, plásmidos lineales, con longitudes de 0,5 a 50 kb (Bergstrom, S. et al., (1991) Scand. J. Infect. Dis. - Suppl. 77: 102-107). Dichos plásmidos contienen los genes que codifican las dos proteínas principales de la superficie externa (Osp) expresadas por B. burgdorferi, OspA y Osp B (Bergstrom et al., 1991). Se cree que estas proteínas son los principales antígenos implicados en la inmunidad contra la infección por B. burgdorferi. Schwan y Simpson (Schwan, T. G. y Simpson, W. J., (1991) Scand. J. Infect. Dis. - Suppl. 77: 94-101) describen la heterogeneidad de las proteínas Osp A y B en diferentes cepas aisladas de B. burgdorferi, así como en la misma cepa aislada cultivada a diferentes temperaturas in vivo, y estudios en diferentes etapas durante la infección de ratones.
La etapa inicial de la enfermedad de Lyme se caracteriza por una lesión cutánea que se extiende, el eritema crónico migratorio (Asbrink, E. y Hovmark, A., (1988) Ann. N.Y. Acad. Sci. 539: 4-15; Halperin, J. J., (1991) Scand. J. Infect. Dis. - Suppl. 77: 74-80). Los individuos afectados contraen frecuentemente artritis. Sin embargo, la artritis es crónica sólo un pequeño porcentaje de estos individuos (Steere, A. C., (1991) Scand. J. Infect. Dis. - Suppl. 77: 51-54). Borrelia burgdorferi también puede infectar el miocardio. Se ha descrito que la afectación cardíaca en la enfermedad de Lyme es predominantemente transitoria. No obstante, los estudios con animales han demostrado que los músculos esquelético y cardíaco están habitualmente afectados, y que las espiroquetas parecen estar localizadas en el interior de las fibras musculares. Esta observación indica que las espiroquetas son capaces de sobrevivir a largo plazo en el hospedador, con lo que pueden causar complicaciones cardíacas crónicas (Stanek, G. et al. (1991) Scand J. Infect. Dis. -
Suppl. 77: 85-87).
B. burgdorferi también infecta el sistema nervioso en un elevado porcentaje de los casos, dando lugar a una amplia gama de trastornos agudos, crónicos y progresivos del sistema nervioso central y periférico (Reik, L. et al. (1991) Ann. N. Y. Acad. Sci. 539: 1-3). Los informes publicados indican que las poblaciones europeas afectadas por la enfermedad presentan manifestaciones clínicas muy llamativas de trastornos neurológicos, mientras que los pacientes norteamericanos presentan formas más leves de afectación del sistema nervioso (Halperin, 1991; Halperin, J. J. et al., (1988) Ann. N. Y. Acad. Sci. 539: 24-34). Sin embargo, Halperin (1991) ha descrito que parece cada vez más claro que, por lo menos en lo referente a la afectación del sistema nervioso, ambas poblaciones presentan la misma gama de manifestaciones neurológicas.
El diagnóstico de la enfermedad de Lyme depende de una combinación del reconocimiento de las características clínicas presentadas y también de la probabilidad de la exposición en áreas infectadas de forma endémica. Sin embargo, a menudo se atribuye la aparición de artritis a otras causas, y no se pone en relación con una infección por espiroquetas. Los síntomas neurológicos que pueden ser resultado de la infección por B. burgdorferi pueden remedar diversos trastornos neurológicos distintos (Reik et al., 1988). A estas complicaciones en el diagnóstico se añade la dificultad de la detección de las espiroquetas en los tejidos afectados.
La infección por Borrelia se trata con antibióticos, por ejemplo, tetraciclina, penicilina, amoxicilina, doxicilina, eritromicina y fenoximetilpenicilina (Neu, H., (1988) Ann. N. Y. Acad. Sci., 539: 314-316; Skoldenberg, B. et al. (1988) Ann. N. Y. Acad. Sci. 539: 317-323; Weber, K. et al. (1988) Ann. N. Y. Acad. Sci. 539: 325-345; Luft., B. J. et al. (1988) Ann. N.Y. Acad. Sci. 539: 352-361). La ceftriaxona y los compuestos del mismo tipo químico también ha sido útiles como agentes quimioterapéuticos (Neu, 1988). Sin embargo, el establecimiento de protocolos para tratamiento químico eficaz de la enfermedad de Lyme se ha visto dificultado por la falta de datos que permitan determinar un período temporal adecuado para el tratamiento. Además, faltan estudios sobre la eficacia de los fármacos en pacientes humanos. Este escenario terapéutico se complica adicionalmente por la necesidad de alcanzar y mantener concentraciones de antibióticos suficientemente elevadas en los tejidos para combatir la infección crónica por Borrelia (Neu, 1988; Skoldenberg et al., 1988).
Dadas las dificultades en la detección y el tratamiento de la enfermedad de Lyme, así como el carácter impracticable del control de la diseminación de vectores de espiroquetas, se ha reconocido la necesidad de una vacuna para inmunizar animales y seres humanos susceptibles contra la infección por Borrelia burgdorferi. Se han estudiado vacunas en modelos en hámster (Johnson, R. C. et al. (1988) Ann. N. Y. Acad. Sci, 539: 258-263) y en rata (Barthold, S. W. et al. (1988) Ann. N. Y. Acad. Sci. 539: 264-273). Se ha desarrollado una bacterina de células enteras de Borrelia burgdorferi para su utilización en animales domésticos (Patente U. S. n.º 4.721.617). También se han desarrollado vacunas basadas en las proteínas Osp A y/o B de B. burgdorferi. Sin embargo, estas vacunas con células enteras y subunidades contienen, o proceden de, una sola cepa aislada de B. burgdorferi.
También hay informes en la literatura que han identificado la existencia de diversos grupos seroprotectores distintos en cepas aisladas norteamericanas y europeas de la propia B. burgdorferi y de Borrelia garinii y Borrelia afzelli mediante estudios in vitro. Entre dichos informes figuran los de Lovrich, S.D. et al, (1993) Infection and Immunity 61 (10): 4367-4374, y Lovrich, S.D. et al, (1994), The Journal of Infectious Diseases 170: 115-121. Estos resultados han sido interpretados por algunos en el sentido en el que indican que serán necesarias combinaciones de diferentes cepas aisladas, de sus antígenos, o de sus proteínas inmunógenas protectoras, para proporcionar una vacuna de carácter general. En relación con los resultados descritos en dichos informes, además de otros informes, Figrig E. et al. ((1995) J. Exp. Medicine 181: 215-221) señalaron que las evaluaciones de la eficacia de las vacunas contra la enfermedad de Lyme deberían utilizar el modo natural de transmisión y no basarse en sistemas de clasificación o ensayos que no dependen del vector para la transmisión de la infección, y presentan, frente a dichos informes, inmunizaciones satisfactorias con OspA o OspB contra la infección por B. burgdorferi heterogénea. Otros documentos de la literatura que corroboran las ideas de Fikrig son, por ejemplo, el documento EP-A-0 465 204 que describe una vacuna que contiene una cantidad de los principales antígenos de B. burgdorferi procedentes de una única cepa aislada que es capaz de proteger a un mamífero susceptible de la infección producida por varias cepas. Véase también, Telford et al. J. Exp. Medicine, 1993, 178 (2): 755-8, que describen la protección contra B. burgdorferi de características antigénicas variables conferida utilizando un protocolo de inmunización activa con proteínas recombinantes formadas por la fusión de la glutatión-transferasa y las proteínas A o B de la superficie de la membrana externa (OspA o OspB) y metodología de la infección natural.
En contraposición, la bacterina de la presente invención contiene, o procede de, por lo menos dos cepas aisladas, sin protección cruzada, de B. burgdorferi. Por consiguiente, la bacterina de la presente invención proporcionará protección inmunitaria contra dos tipos diferentes de cepas aisladas de B. burgdorferi, mientras que las bacterinas descritas previamente proporcionan protección solamente contra un tipo de cepa aislada. Por tanto, la bacterina proporcionada por la presente invención será más útil para vacunar animales contra la enfermedad de Lyme.
La presente invención proporciona una bacterina que comprende en cada dosis una cantidad, eficaz para la inmunización, de por lo menos dos cepas aisladas, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada, un adyuvante en una cantidad eficaz para potenciar la capacidad inmunógena de la Borrelia burgdorferi inactivada y un excipiente adecuado. Las cepas aisladas sin protección cruzada de Borrelia burgdorferi pueden seleccionarse a partir de los grupos seroprotectores Wisconsin, Chicago y europeo de cepas aisladas de Borrelia burgdorferi. En la actualidad son preferidas las cepas aisladas de los grupos Wisconsin y Chicago. Sin embargo, también pueden utilizarse cepas aisladas pertenecientes a otros grupos seroprotectores. La bacterina puede comprender además una tercera cepa aislada, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada.
La presente invención también proporciona una bacterina que comprende en cada dosis una cantidad eficaz de por lo menos una subunidad antigénica procedente de por lo menos una de dos cepas aisladas, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi, un adyuvante en una cantidad eficaz para potenciar la capacidad inmunógena de la subunidad o subunidades antigénicas o la cepa aislada, y un excipiente adecuado.
La presente invención también proporciona una bacterina que comprende en cada dosis una cantidad, eficaz para la inmunización, de una subunidad antigénica procedente de una primera cepa aislada de Borrelia burgdorferi, una cantidad, eficaz para la inmunización, de una subunidad antigénica procedente de una segunda cepa aislada, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi, un adyuvante en una cantidad eficaz para potenciar la capacidad inmunógena de las subunidades antigénicas y un excipiente adecuado. La bacterina puede comprender, además, una cantidad, eficaz para la inmunización, de una subunidad antigénica de una tercera cepa aislada, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi.
La presente invención también proporciona una bacterina que comprende en cada dosis una cantidad, eficaz para la inmunización, de por lo menos dos cepas aisladas, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada y una o más subunidades antigénicas de las cepas aisladas sin protección cruzada, un adyuvante en una cantidad eficaz para potenciar la capacidad inmunógena de la Borrelia burgdorferi inactivada y subunidades antigénicas y un excipiente adecuado.
La presente invención proporciona, además, la utilización de una bacterina que comprende una cantidad, eficaz para la inmunización, de por lo menos dos cepas aisladas, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada, un adyuvante en una cantidad eficaz para potenciar la capacidad inmunógena de la Borrelia burgdorferi inactivada y un excipiente adecuado para la preparación de una composición farmacéutica para la inmunización de animales contra la infección por Borrelia burgdorferi.
La presente invención también proporciona la utilización de una bacterina que comprende una cantidad eficaz de por lo menos una subunidad antigénica procedente de por lo menos dos cepas aisladas, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada, un adyuvante en una cantidad eficaz para potenciar la capacidad inmunógena de las subunidades antigénicas, y un excipiente adecuado para la preparación de una composición farmacéutica para la inmunización de animales contra la infección por Borrelia burgdorferi.
La presente invención también proporciona la utilización de una bacterina que comprende una cantidad, eficaz para la inmunización, de por lo menos dos cepas aisladas, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada y una o más subunidades antigénicas de las cepas aisladas sin protección cruzada, un adyuvante en una cantidad eficaz para potenciar la capacidad inmunógena de la Borrelia burgdorferi inactivada y de las subunidades antigénicas, y un excipiente adecuado para la preparación de una composición farmacéutica para la inmunización de animales contra la infección por Borrelia burgdorferi.
El animal puede ser un mamífero, incluidos, sin limitarse a los mismos, seres humanos y perros. La presente invención contempla una composición farmacéutica de tal naturaleza que pueda aplicarse una dosis adicional de la vacuna al animal en un intervalo de tiempo adecuado tras la administración de la dosis anterior.
La Figura 1 muestra una curva de crecimiento de un cultivo de B. burgdorferi viable. El eje vertical indica el número de células (x 10^{7}) determinado por recuento en una cámara de Petroff-Hauser.
La Figura 2 muestra el consumo de dextrosa y producción de lactato en cultivos de B. burgdorferi. Los círculos negros denotan la producción de lactato, y los círculos vacíos el consumo de dextrosa en el cultivo. Los valores se expresan en gramos por litro de medio de cultivo.
La Figura 3 muestra los valores obtenidos con el pletismógrafo que muestran el desplazamiento de mercurio por las patas de hámsteres testigos y vacunados. Los hámsteres fuera inoculados con suero normal de hámster (NHS) o con suero de hámsteres que habían sido inoculados con la cepa aislada indicada (297 o 35211) de B. burgdorferi. El eje vertical muestra el desplazamiento de mercurio en mm de Hg. El eje horizontal indica el número de días posteriores a la infección en el que se midió el desplazamiento de mercurio. Círculos vacíos = valores iniciales correspondientes a hámsteres no inoculados y no sometidos a exposición; círculos negros = hámsteres inoculados con antisueros procedentes de hámsteres inoculados con una cepa aislada 297 viva de B. burgdorferi y después sometidos a exposición a la cepa 297; cuadrados negros = hámsteres inoculados con antisueros anti-297 y sometidos a exposición a la cepa aislada 35211; cuadrados vacíos = hámsteres inoculados con suero normal de hámster y sometidos a exposición a la cepa aislada 35211; y triángulos negros = hámsteres inoculados con suero normal de hámster y sometidos a exposición a la cepa 297.
La Figura 4 muestra una prueba de la capacidad inmunógena: Anticuerpos borrelicidas contra la cepa S-1-10 medidos con el ensayo de actividad borrelicida tras la vacunación con una bacterina bivalente de B. burgdorferi y la exposición subsiguiente a garrapatas infectadas con B. burgdorferi.
La Figura 5 muestra una prueba de la capacidad inmunógena: Anticuerpos borrelicidas contra la cepa C-1-11 medidos con el ensayo de actividad borrelicida tras la vacunación con una bacterina bivalente de B. burgdorferi y la exposición subsiguiente a garrapatas infectadas con B. burgdorferi.
La Figura 6 muestra una prueba de la capacidad inmunógena: Anticuerpos detectados contra el antígeno S-1-10 medidos por ELISA tras la vacunación con una bacterina bivalente de B. burgdorferi y la exposición subsiguiente a garrapatas infectadas con B. burgdorferi.
La Figura 7 muestra una prueba de la capacidad inmunógena: Anticuerpos detectados contra el antígeno C-1-11 medidos por ELISA tras la vacunación con una bacterina bivalente de B. burgdorferi y la exposición subsiguiente a garrapatas infectadas con B. burgdorferi.
Las Figuras 8A y 8B muestran unas inmunoelectrotransferencias de suero vacunado extraído en la primera vacunación (PV), siete meses después de la segunda vacunación previa a la exposición a garrapatas (PC), y ocho semanas después de la exposición a garrapatas (PsC) contra las cepas aisladas S-1-10 (Figura 8A) y C-1-11 (Figura 8B).
Las Figuras 9A y 9B muestran unas inmunoelectrotransferencias de suero vacunado extraído en la primera vacunación (PV), siete meses después de la segunda vacunación previa a la exposición a garrapatas (PC), y ocho semanas después de la exposición a garrapatas (PsC) contra las cepas aisladas S-1-10 (Figura 9A) y C-1-11 (Figura 9B).
Las Figuras 10A y 10B muestran unas inmunoelectrotransferencias de suero vacunado extraído en la primera vacunación (PV), siete meses después de la segunda vacunación previa a la exposición a garrapatas (PC), y ocho semanas después de la exposición a garrapatas (PsC) contra las cepas aisladas S-1-10 (Figura 10A) y C-1-11 (Figura 10B).
Las Figuras 11A y 11B muestran unas inmunoelectrotransferencias de suero vacunado extraído en la primera vacunación (PV), siete meses después de la segunda vacunación previa a la exposición a garrapatas (PC), y ocho semanas después de la exposición a garrapatas (PsC) contra las cepas aisladas S-1-10 (Figura 11A) y C-1-11 (Figura 11B).
Las Figuras 12A y 12B muestran unas inmunoelectrotransferencias de suero no vacunado extraído siete meses después de la segunda vacunación previa a la exposición a garrapatas (PC) contra las cepas aisladas S-1-10 (Figura 12A) y C-1-11 (Figura 12B).
Las Figuras 13A y 13B muestran unas inmunoelectrotransferencias de suero no vacunado extraído a las ocho semanas después de la exposición a garrapatas (PsC) contra las cepas aisladas S-1-10 (Figura 13A) y C-1-11 (Figura 13B).
La Figura 14 muestra un resumen del porcentaje de perros que presentaban cojera tras la exposición a garrapatas, medido durante siete meses.
Las Figuras 15A y 15B muestran unas inmunoelectrotransferencias (cepa C-1-11) de suero de perros vacunados con bacterina formulada a dosis completa (5 x 10^{8} células de cada cepa aislada por dosis). El suero se extrajo antes de la vacunación (PV), antes de la exposición a garrapatas (PC), y doce semanas después de la exposición.
Las Figuras 16A y 16B muestran unas inmunoelectrotransferencias (cepa S-1-10) de suero de perros vacunados con bacterina formulada a dosis completa (5 x 10^{8} células de cada cepa aislada por dosis). El suero se extrajo antes de la vacunación (PV), antes de la exposición a garrapatas (PC), y doce semanas después de la exposición.
Las Figuras 17A y 17B muestran unas inmunoelectrotransferencias (cepa C-1-11) de suero de perros vacunados con bacterina formulada a dosis completa (5 x 10^{7} células de cada cepa aislada por dosis). El suero se extrajo antes de la vacunación (PV), antes de la exposición a garrapatas (PC), y doce semanas después de la exposición.
Las Figuras 18A y 18B muestran unas inmunoelectrotransferencias (cepa C-1-11) de suero extraído de testigos no vacunados en el momento de la exposición a garrapatas (Figura 18A) y doce semanas después de la exposición a garrapatas (Figura 18B).
Las Figuras 19A y 19B muestran unas inmunoelectrotransferencias (cepa S-1-10) de suero extraído de testigos no vacunados en el momento de la exposición a garrapatas (Figura 19A) y doce semanas después de la exposición a garrapatas (Figura 19B).
La Figura 20 muestra un resumen del porcentaje de perros que presentaban cojera tras la exposición a garrapatas, medido durante doce meses.
La presente invención proporciona una bacterina que comprende en cada dosis una cantidad, eficaz para la inmunización, de por lo menos dos cepas aisladas, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada, un adyuvante en una cantidad eficaz para potenciar la capacidad inmunógena de la Borrelia burgdorferi inactivada y un excipiente adecuado.
Típicamente, la cantidad, eficaz para la inmunización, de las cepas aisladas, sin reactividad cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada es una cantidad desde aproximadamente 1 x 10^{4} microorganismos hasta aproximadamente 1 x 10^{10} microorganismos de cada cepa aislada. Es deseable que la cantidad, eficaz para la inmunización, de las cepas aisladas de Borrelia burgdorferi inactivada sea una cantidad desde aproximadamente 1 x 10^{4} microorganismos hasta aproximadamente 1 x 10^{9} microorganismos de cada cepa aislada. Es más deseable que la cantidad, eficaz para la inmunización, de las cepas aisladas de Borrelia burgdorferi inactivada sea una cantidad desde aproximadamente 1 x 10^{4} microorganismos hasta aproximadamente 1 x 10^{8} microorganismos de cada cepa aislada. En una forma de realización preferida la cantidad, eficaz para la inmunización, de las cepas aisladas de Borrelia burgdorferi inactivada es una cantidad de aproximadamente 10^{7} microorganismos de cada cepa aislada. En una forma de realización particularmente preferida la cantidad, eficaz para la inmunización, de las cepas aisladas de Borrelia burgdorferi inactivada es aproximadamente 5 x 10^{7} microorganismos de cada cepa aislada. En otra forma de realización particularmente preferida la cantidad, eficaz para la inmunización, de las cepas aisladas de Borrelia burgdorferi inactivada es aproximadamente 5 x 10^{8} microorganismos de cada cepa aislada.
A efectos de la presente invención, una cepa aislada "inactivada" de Borrelia burgdorferi es una cepa aislada que es capaz de generar una respuesta inmunitaria en un animal, pero que es incapaz de infectar al animal. Las cepas aisladas de Borrelia burgdorferi pueden inactivarse empleando un agente seleccionado a partir del grupo formado por etilenimina binaria, formol, \beta-propriolactona o calor. En la forma de realización de la presente invención preferida en la actualidad las cepas aisladas de Borrelia burgdorferi se inactivan empleando etilenimina binaria.
Dichas por lo menos dos cepas aisladas, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada pueden seleccionarse a partir de los grupos seroprotectores A, B o C de cepas aisladas de Borrelia burgdorferi. Tal y como se utilizan en la presente invención, la expresión "grupo seroprotector A de cepas aisladas de B. burgdorferi" define un grupo seroprotector de cepas aisladas de B. burgdorferi que incluye la cepa S-1-10 Wisconsin, y las cepas aisladas 297 y B31; la expresión "grupo seroprotector B de cepas aisladas de B. burgdorferi" define un grupo seroprotector de cepas aisladas de B. burgdorferi que incluye la cepa C-1-11 Chicago; y la expresión "grupo seroprotector C de cepas aisladas de B. burgdorferi" define un grupo seroprotector de cepas aisladas de B. burgdorferi que incluye las cepas aisladas europeas. El Ejemplo 10 describe los estudios de protección cruzada in vitro de nueve cepas aisladas de B. burgdorferi que indican que seis pertenecen al grupo seroprotector A, una pertenece al grupo seroprotector B y dos pertenecen al grupo seroprotector C. No obstante, se contempla la utilización de cepas aisladas sin protección cruzada de otros grupos seroprotectores en la bacterina de la presente invención. Los resultados expuestos en el Ejemplo 12 (véase a continuación) demuestran que existen por lo menos dos grupos seroprotectores de Borrelia burgdorferi además de los grupos seroprotectores A, B y C.
La protección cruzada puede determinarse inoculando un animal, por ejemplo, un hámster, con una cepa aislada viva de B. burgdorferi. El antisuero de dicho animal se administra a continuación a cultivos de cepas aisladas de B. burgdorferi. Los anticuerpos, junto con el complemento, deberían causar la muerte celular en cultivos de la misma cepa aislada utilizada para inocular al animal. Si los anticuerpos reconocen un determinante antigénico en una segunda cepa aislada, provocarán la muerte celular en un cultivo de dicha cepa aislada. Por consiguiente, se dice que la primera y la segunda de las cepas aisladas de B. burgdorferi presentan protección cruzada. La protección cruzada también puede valorarse inoculando un animal con una cepa aislada de B. burgdorferi, aislando el antisuero del animal e inoculando otro animal de la misma especie con dicho antisuero. Posteriormente este animal se somete a exposición a la misma o a una segunda cepa aislada de B. burgdorferi. Los anticuerpos deberían conferir inmunidad pasiva al animal receptor frente a la exposición a la misma cepa aislada. Si los anticuerpos confieren asimismo inmunidad pasiva contra una segunda cepa aislada, las cepas aisladas presentan protección cruzada.
Las cepas aisladas que presentan protección cruzada expresan proteínas de la superficie externa (Osp) que comparten determinantes antigénicos reconocidos por los mismos anticuerpos. Se dice que las cepas aisladas que presentan protección cruzada pertenecen al mismo grupo seroprotector. Por consiguiente, la expresión "grupo seroprotector" es un grupo de cepas aisladas de B. burgdorferi que comparten proteínas protectoras comunes de la superficie externa. Los anticuerpos que reconocen dichas proteínas confieren inmunidad pasiva contra la exposición a cualquier cepa aislada que pertenezca al mismo grupo seroprotector.
Los anticuerpos dirigidos contra un miembro de un par de cepas aisladas sin protección cruzada no conferirán inmunidad pasiva contra el otro miembro del par. Por consiguiente, las cepas aisladas sin protección cruzada pertenecen a diferentes grupos seroprotectores. La vacunación con una cepa aislada de B. burgdorferi inactivada no conferirá inmunidad pasiva a un animal contra la exposición a cepas aisladas sin protección cruzada. La bacterina de la presente invención, que comprende por lo menos dos cepas aisladas sin protección cruzada, será eficaz para producir anticuerpos borrelicidas contra los miembros de dos grupos seroprotectores. Por consiguiente, la bacterina proporciona un espectro más amplio de protección inmunitaria que el que se obtiene con las vacunas disponibles en la actualidad, que no utilizan múltiples cepas aisladas, sin protección cruzada, de B. burgdorferi.
En una forma de realización de la presente invención, las cepas aisladas sin protección cruzada de Borrelia burgdorferi se seleccionan a partir de grupos seroprotectores A y B de cepas aisladas de Borrelia burgdorferi. La cepa aislada de Borrelia burgdorferi del grupo seroprotector A puede ser la cepa S-1-10 Wisconsin, o la cepa 297 o B31. En la forma de realización de la presente invención preferida en la actualidad, la cepa aislada de Borrelia burgdorferi del grupo seroprotector A es la cepa S-1-10 Wisconsin. Preferentemente, la cepa aislada de Borrelia burgdorferi del grupo seroprotector B es la cepa C-1-11 Chicago. No obstante, la presente invención también puede practicarse con otras cepas aisladas de B. burgdorferi inactivada, que pertenecerán a la clase del grupo seroprotector B.
Para los efectos de la presente invención, un adyuvante es una composición de un material capaz de potenciar la capacidad inmunógena de antígenos cuando se administra el adyuvante como parte de una bacterina. Los ayudantes útiles en la bacterina de la presente invención pueden seleccionarse a partir del grupo formado por hidróxido de aluminio, Carbopol, lipopolisacárido (LPS) y derivados de los mismos. El término "lipopolisacárido", tal y como se utiliza en la presente memoria, se refiere a un grupo de polisacáridos conocidos por los expertos en la materia debido a su presencia en la pared celular de las bacterias, y que son útiles con ayudantes. Ciertos ejemplos de lipopolisacáridos y derivados de los mismos, que demuestran un efecto adyuvante, han sido utilizados en vacunas. Se contempla la utilización de lipopolisacáridos o derivados de los mismos en relación con la bacterina de la presente invención. En la forma de realización de la presente invención preferida en la actualidad el adyuvante es hidróxido de aluminio. No obstante, cualquier otro adyuvante capaz de potenciar la capacidad inmunógena de la Borrelia burgdorferi inactivada puede utilizarse en la bacterina de la presente invención.
Tal y como se utiliza en la presente memoria, la expresión una "cantidad eficaz" de un adyuvante es cualquier cantidad del adyuvante eficaz para potenciar la capacidad inmunógena de antígenos en la bacterina. Típicamente, la cantidad eficaz del adyuvante es una cantidad desde aproximadamente 1,0% en volumen de una dosis de la bacterina hasta aproximadamente 15% en volumen. Es deseable que la cantidad eficaz del adyuvante de hidróxido de aluminio sea una cantidad desde aproximadamente 5% en volumen hasta aproximadamente 10% en volumen. Lo más preferible es que la cantidad eficaz de adyuvante de hidróxido de aluminio sea 7,5% en volumen.
El término "Excipientes", tal y como se utiliza el término en la presente memoria, se refiere a los diluyentes estándar para una bacterina, que son bien conocidos por los expertos en la materia. En la forma de realización de la presente invención preferida en la actualidad el excipiente comprende un tampón acuoso, por ejemplo, solución salina fisiológica, y conservantes, por ejemplo, nistatina y gentamicina.
La bacterina de la presente invención puede comprender, además, una cantidad, eficaz para la inmunización, de una tercera cepa aislada, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada.
La presente invención proporciona la utilización de una bacterina de la presente invención para la preparación de una composición farmacéutica para inmunizar a un animal contra la infección por Borrelia burgdorferi por medio de la cual se administra al animal una dosis de la bacterina de la presente invención. Para los expertos en la materia es un hecho bien conocido que Borrelia burgdorferi es el agente causante de la enfermedad de Lyme y que la infección sobreviene como resultado de la picadura de garrapatas portadoras de bacterias en animales homeotermos hospedadores. Se ha comprobado que los animales sintetizan anticuerpos en respuesta a la inoculación de Borrelia burgdorferi y, por consiguiente, la vacunación con Borrelia burgdorferi inactivada, o con una subunidad de la misma, es una estrategia factible para la prevención de la enfermedad de Lyme. Dada la dificultad del diagnóstico correcto de la enfermedad de Lyme, la incertidumbre de los protocolos de tratamiento y la imposibilidad de controlar los vectores de la enfermedad, es necesaria una estrategia preventiva para el control de la enfermedad. Las vacunas contra B. burgdorferi utilizadas previamente contenían solamente una cepa aislada de la bacteria. Por tanto, dichas vacunas son, en el mejor de los casos, capaces de inmunizar solamente frente a la exposición a cepas aisladas pertenecientes al mismo grupo seroprotector que la cepa aislada utilizada para la vacunación. La bacterina suministrada por la presente invención puede proporcionar inmunidad frente a cepas aisladas pertenecientes a por lo menos dos grupos seroprotectores, por lo que ofrece una protección más amplia que las vacunas disponibles en la actualidad.
Típicamente, el animal al que se administra la vacuna de la presente invención es un mamífero. En una forma de realización preferida, el mamífero es un ser humano. En otra forma de realización preferida de la presente invención, el mamífero es un perro. En la práctica de la presente invención el experto en la materia será capaz de determinar, para cada animal que va a ser inoculado, la edad apropiada a la que el animal es inmuncompetente, es decir, que tiene un sistema inmunitario que funciona de forma adecuada. Por consiguiente, sería apropiado administrar la inmunización en el momento en el que el animal es inmuncompetente y, preferentemente, antes de la exposición a Borrelia burgdorferi. Por ejemplo, cuando el animal inoculado es un perro, el perro tiene por lo menos aproximadamente doce semanas de edad, preferentemente desde aproximadamente seis semanas hasta aproximadamente dieciséis semanas de edad, en el momento en el que se administra por primera vez la bacterina.
La presente invención también contempla que la bacterina de la presente invención se ha de administrar al animal en una dosis de vacuna adicional en un intervalo de tiempo adecuado tras la administración de la dosis anterior. De este modo, la presente invención contempla que se han de administrar múltiples dosis de la bacterina inactivada de Borrelia burgdorferi a un animal. La administración de más de una dosis de una bacterina tiene por objeto potenciar la respuesta inmunitaria del animal vacunado contra los antígenos bacterianos, en comparación con la situación en la que se administra una sola dosis. La administración de cada dosis debe realizarse de forma separada por un intervalo de tiempo adecuado para permitir al sistema inmunitario del animal responder de forma más eficaz a múltiples dosis de la bacterina que en el caso en el que se administra una única dosis. Un intervalo de tiempo "adecuado" entre la administración de múltiples dosis de una bacterina a un animal es, por consiguiente, cualquier intervalo de tiempo entre la administración de dosis de una vacuna suficiente para provocar en el animal la generación de una respuesta inmunitaria mayor que la que se obtiene cuando se administra una sola dosis. Típicamente, el intervalo de tiempo adecuado entre la administración de dosis de la bacterina de la presente invención es desde aproximadamente dos semanas hasta aproximadamente cinco semanas, preferentemente, aproximadamente tres semanas. La presente invención contempla además la administración de una dosis adicional de la bacterina al animal aproximadamente un año después de la primera administración, y a intervalos anuales a partir de entonces. Dicha administración, conocida como dosis de "refuerzo", es una práctica estándar de la técnica de vacunación. La bacterina inactivada de Borrelia burgdorferi puede administrarse a través de cualquier vía aceptada en la técnica para la administración de vacunas. La vía de administración de la bacterina preferida en la actualidad es la inyección
intramuscular.
La presente invención también proporciona una bacterina que comprende en cada dosis una cantidad, eficaz para la inmunización, de una o más subunidades antigénicas procedentes de una primera cepa aislada de Borrelia burgdorferi, una cantidad, eficaz para la inmunización, de una o más subunidades antigénicas procedentes de una segunda cepa aislada, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi, un adyuvante en una cantidad eficaz para potenciar la capacidad inmunógena de las subunidades antigénicas, y un excipiente adecuado. Es un hecho bien conocido en la técnica que los determinantes antigénicos de Borrelia burgdorferi se denominan "proteínas de la superficie externa" (Osp) y están codificadas por plásmidos contenidos en las bacterias. Las proteínas Osp de B. burgdorferi conocidas en la actualidad son las proteínas Osp A, Osp B, Osp C, Osp D y Osp E. De ellas, las proteínas Osp A y Osp B son las más estudiadas y caracterizadas. La bacterina de la presente invención contempla la utilización de una proteína Osp A o una combinación de la proteína Osp A y la proteína Osp B de por lo menos dos cepas aisladas, sin protección cruzada, de B. burgdorferi. La bacterina contempla asimismo la utilización de otras proteínas Osp, bien solas o en combinación con las proteínas Osp A y Osp B, de las que se sabe que generan una respuesta de anticuerpos borrelicidas similar a la comprobada en el caso de la proteína Osp A y la combinación de las proteínas Osp A/Osp B. Para una revisión de la preparación de vacunas contra la enfermedad de Lyme utilizando subunidades antigénicas y polipéptidos derivados de las proteínas de la superficie externa de B. burgdorferi puede consultarse la solicitud internacional PCT n.º PCT/US94/08529, publicada el 9 de febrero de 1995 como publicación internacional n.º WO 95/04145, cuyo contenido se incorpora a la presente memoria a título de referencia.
Como se ha explicado anteriormente en la presente memoria, las cepas aisladas con protección cruzada comparten determinantes antigénicos que son susceptibles de ser reconocidos por anticuerpos, que se unen a los mismos. De este modo, las proteínas Osp de cepas aisladas con protección cruzada comparten determinantes antigénicos y están sujetas al reconocimiento por los mismos anticuerpos. Se dice que las cepas aisladas con protección cruzada pertenecen al mismo grupo seroprotector. La vacunación con un miembro de un grupo seroprotector generará inmunidad contra la exposición a otras cepas aisladas clasificadas en el mismo grupo seroprotector. Los anticuerpos dirigidos contra un miembro de un par de cepas aisladas sin protección cruzada no conferirán inmunidad pasiva contra el otro miembro del par. Las cepas aisladas sin protección cruzada pertenecen a diferentes grupos seroprotectores. La vacunación con un miembro de un par de cepas aisladas sin protección cruzada no conferirá inmunidad cruzada contra la exposición al otro miembro del par. Así, la vacunación con una cantidad eficaz de una proteína Osp A o con una combinación de proteína Osp A y proteína Osp B de una cepa aislada conferirá inmunidad pasiva contra la exposición a la misma cepa aislada, así como contra las otras cepas aisladas con protección cruzada.
Típicamente, la cantidad, eficaz para la inmunización, de cada una de las subunidades antigénicas derivadas de cepas aisladas sin protección cruzada de Borrelia burgdorferi es una cantidad desde aproximadamente un microgramo hasta aproximadamente 1.000 microgramos.
La bacterina de la presente invención puede comprender, además, una cantidad, eficaz para la inmunización, de una o más subunidades antigénicas derivadas de una tercera cepa aislada sin protección cruzada de Borrelia burgdorferi. Sin embargo, la bacterina no se limita a contener una, dos o tres cepas aisladas sin protección cruzada, sino que puede contener, además, cuatro o más de dichas cepas aisladas.
La presente invención proporciona la utilización de una bacterina que comprende tres o más cepas aisladas sin protección cruzada de B. burgdorferi para la preparación de una composición farmacéutica para inmunizar a un animal contra la enfermedad causada por B. burgdorferi.
La presente invención proporciona una bacterina que comprende en cada dosis una cantidad, eficaz para la inmunización, de por lo menos dos cepas aisladas, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada y una o más subunidades antigénicas de las cepas aisladas sin protección cruzada, un adyuvante en una cantidad eficaz para potenciar la capacidad inmunógena de la Borrelia burgdorferi inactivada y las subunidades antigénicas, y un excipiente adecuado. También se proporciona la utilización de dicha bacterina para la preparación de una composición farmacéutica para inmunizar a un animal contra la enfermedad causada B. burgdorferi, con la cual se ha de administrar al animal una dosis de dicha bacterina.
La presente invención proporciona, además, la utilización de una bacterina que comprende una cantidad, eficaz para la inmunización, de por lo menos dos cepas aisladas, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada, un adyuvante en una cantidad eficaz para potenciar la capacidad inmunógena de la Borrelia burgdorferi inactivada y un excipiente adecuado para la preparación de una composición farmacéutica para la inmunización de animales contra la infección por Borrelia burgdorferi.
En una forma de realización de la utilización descrita anteriormente, la cantidad, eficaz para la inmunización, de las cepas aisladas, sin reactividad cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada es una cantidad desde aproximadamente 10^{4} microorganismos hasta aproximadamente 10^{10} microorganismos de cada cepa aislada. En una forma de realización preferida la cantidad, eficaz para la inmunización, de las cepas aisladas, sin reactividad cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada es una cantidad desde aproximadamente 10^{4} microorganismos hasta aproximadamente 10^{9} microorganismos de cada cepa aislada. En otra forma de realización preferida la cantidad, eficaz para la inmunización, de las cepas aisladas, sin reactividad cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada es una cantidad desde aproximadamente 10^{4} microorganismos hasta aproximadamente 10^{8} microorganismos de cada cepa aislada. En una forma de realización preferida la cantidad, eficaz para la inmunización, de las cepas aisladas, sin reactividad cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada es aproximadamente 10^{7} microorganismos de cada cepa aislada. En una forma de realización particularmente preferida la cantidad, eficaz para la inmunización, de las cepas aisladas, sin reactividad cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada es aproximadamente 5 x 10^{7} microorganismos de cada cepa aislada. En otra realización particularmente preferida la cantidad, eficaz para la inmunización, de las cepas aisladas, sin reactividad cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada es aproximadamente 5 x 10^{8} microorganismos de cada cepa
aislada.
La invención también proporciona la utilización de una bacterina que comprende una cantidad, eficaz para la inmunización, de por lo menos dos cepas aisladas, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada y una o más subunidades antigénicas de las cepas aisladas sin protección cruzada, un adyuvante en una cantidad eficaz para potenciar la capacidad inmunógena de la Borrelia burgdorferi inactivada y las subunidades antigénicas, y un excipiente adecuado para la preparación de una composición farmacéutica para la inmunización de animales contra la infección por Borrelia burgdorferi.
En una forma de realización preferida de la utilización descrita anteriormente la cantidad, eficaz para la inmunización, de las subunidades antigénicas derivadas de cada una de las cepas aisladas sin protección cruzada de Borrelia burgdorferi es una cantidad desde aproximadamente diez microgramos hasta aproximadamente 10.000 microgramos.
La invención se ilustra de forma adicional en la sección experimental siguiente. La sección experimental y los Ejemplos aquí mencionados se presentan para facilitar la comprensión de la invención. Esta sección no pretende limitar de ningún modo, ni debe interpretarse en tal sentido, la invención expuesta en las reivindicaciones que se presentan a continuación.
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Ejemplo 1 Preparación de bacterina de Borrelia burgdorferi
Equipo necesario:
Estéril: tubos de 20 ml, frascos de 250 ml y vasijas de 10 litros; fermentador de 200, 500 o 3.000 litros; pipetas serológicas; imanes; tanques para el mezclado y para el almacenamiento; y centrifugadora.
No estéril: motores para agitación magnética; material para pipetas; bombas peristálticas; tubos y pinzas para tubos; cámara de recuento de Petroff/Hauser; microscopio de campo oscuro; batas, guantes, gorras, máscaras, cubrezapatos y mascarillas faciales; micropipetas y puntas de micropipeta; blancos con solución salina.
Microorganismos utilizados: Se utilizan dos cepas aisladas de Borrelia burgdorferi para la preparación del producto: las cepas aisladas C-1-11 y S-1-10 de B. burgdorferi obtenidas del Dr. Steven M. Callister, Gundersen Medical Foundation, La Crosse, WI. La bacterina contendrá recuentos ajustados de cada cultivo de cepas de Borrelia, para cumplir las exigencias estándar de potencia.
Identidad de cada microorganismo y frecuencia de los métodos de identificación: La identificación se realiza sobre la base de las características morfológicas y serológicas. La identificación serológica de los cultivos madre originales para siembra se realizará con antisueros específicos, utilizando una prueba de inmunofluorescencia indirecta.
Virulencia, pureza, mantenimiento y tipo de los cultivos: La virulencia de los cultivos no es un criterio esencial de la capacidad antigénica. La pureza de la cepa se determina mediante examen cuidadoso del cultivo utilizando microscopía de campo oscuro, tinción de Gram, identificación serológica con antisueros específicos, y pruebas con arreglo al Título 9 del C.F.R. (siglas inglesas del Código de Reglamentos Federales), Parte 113.27, utilizando muestras de 0,5 ml a 1,0 ml.
Los cultivos se mantienen en medio de Barbour-Stoenner-Kelly (BSK), que se prepara como se describe más adelante (véase el Ejemplo 5). Los subcultivos se preparan en medio de BSK, y el número de subcultivos se limita a 10.
Composición de los cultivos para siembra y para producción: Los cultivos para siembra y para producción se hacen crecer en medio de BSK. Los cultivos madre para siembra se hacen crecer en medio de BSK y se congelan tras añadir glicerol (concentración final de 10-14%). Los cultivos madre congelados se mantienen a -70ºC, o menos.
Naturaleza, tamaño y forma de los recipientes utilizados para el crecimiento de los cultivos: Los cultivos madre congelados se hacen crecer en tubos de tapón roscado de 20 ml que contienen diez mililitros de medio. Los tubos de cultivo de 20 ml se utilizarán para inocular frascos o matraces de 250 ml que contienen 200 ml de medio. Los frascos o matraces de 250 ml se utilizarán para inocular vasijas de 10 litros que contienen seis a ocho litros de medio. Las vasijas de 10 litros pueden utilizarse para inocular vasijas de 40 litros que contienen 25 a 35 litros de medio, un fermentador de 200 litros que contiene 90 a 175 litros de medio, un fermentador de 500 litros que contiene 175 a 375 litros de medio, o un fermentador de 3000 litros que contiene 800 a 2500 litros de medio. El fermentador de 200 litros puede utilizarse para inocular un fermentador de 3.000 litros que contiene 300 a 2300 litros de medio.
Condiciones de almacenamiento de los cultivos para siembra: Los cultivos madre se mantienen en medio de BSK en forma de cultivos congelados a -70ºC, o menos.
Métodos para la preparación de suspensiones para siembra o inoculación: Se descongelan cuatro viales de un mililitro de la cepa deseada de B. burgdorferi y se añaden a cada uno 9,0 ml de medio de Barbour-Stoner-Kelly (BSK) (véase más adelante). Los cultivos madre y para siembra se propagan durante 10 a 96 horas, controlando la velocidad de crecimiento, a 32ºC \pm 1ºC antes de su transferencia a medio de BSK. Los cultivos para siembra se controlan de forma sistemática por microscopía para comprobar la pureza antes de la transferencia en medio de producción. El crecimiento celular de los tubos de muestra se midió por recuento en cámara de Petroff/Hauser a las 12 horas y en cada hora subsiguiente, hasta su propagación por pases. Los cultivos de B. burgdorferi se propagan por pases a una concentración superior o igual a 1 x 10^{8} células por mililitro. Cuando la concentración de células es superior a 1 x 10^{8} células/ml se realiza la tinción de Gram en cada tubo de cultivo y se mezclan dos tubos de cultivo aceptables para formar un inóculo de 250 ml. Se inoculan cuatro matraces de 250 ml que contienen 196,0 ml de medio de BSK con cuatro mililitros del inóculo descrito anteriormente y se incuban después a 32ºC de forma estacionaria durante 48 a 60 horas. El crecimiento celular se determina por recuento en cámara de Petroff/Hauser a las 24 horas y, después, cada seis horas, hasta su propagación por pases. La propagación por pases se realiza a concentraciones superiores o iguales a 1 x 10^{8} células por mililitro. Cuando la concentración de células alcanza este nivel se realiza la tinción de Gram en cada matraz de cultivo, y se mezclan dos matraces aceptables para su inoculación en una vasija de diez litros. Cada una de las tres vasijas de diez litros, que contienen 5880 ml de medio de BSK, se inocula con 120 ml del cultivo descrito anteriormente. Los matraces se incuban después a 32ºC durante 36 a 48 horas, agitando lentamente con una barra magnética. Se determina el crecimiento celular de una vasija mediante recuento en cámara de Petroff/Hauser a las 10 horas, y después cada seis horas, hasta su propagación por pases, que se realiza a una concentración superior o igual a 1 x 10^{8} células por mililitro. Cuando la concentración de células en los cultivos alcanza este nivel se realiza la tinción de Gram en cada vasija de cultivo, y se utiliza una vasija que contiene seis litros para inocular un fermentador de 200 litros que contiene 144 litros de medio de BSK. Los fermentadores se incuban a 32ºC durante aproximadamente 96 horas, agitando lentamente (55 rpm), manteniendo el pH a 7,2 \pm 0,2. A las 12, 24, 48 y 72 horas, y después cada cuatro horas, se determina el crecimiento celular por recuento en cámara de Petroff/Hauser y se controla la tinción de Gram. El cultivo se inactiva cuando alcanza la fase logarítmica tardía de crecimiento (aproximadamente 5-7 x 10^{8} células por mililitro).
La Figura 1 muestra una curva de crecimiento de un cultivo de Borrelia burgdorferi. Como puede apreciarse en la figura, el crecimiento exponencial del cultivo comenzó entre aproximadamente 24 y aproximadamente 48 horas, y continuó hasta aproximadamente 96 horas, momento en el que el crecimiento se estabilizó.
La Figura 2 muestra el consumo de dextrosa y la producción de lactato de un cultivo de Borrelia burgdorferi. Como puede apreciarse en la figura, la producción de lactato aumentó constantemente en el cultivo, lo que indica la importancia del control del pH en el cultivo. Además, puede apreciarse en la figura que el consumo de dextrosa aumenta con el tiempo, lo que indica que las bacterias la están utilizando como fuente de energía, por lo que es necesario añadir más para mantener la viabilidad o el crecimiento del cultivo.
Técnica de inoculación de medios para siembra y para producción: El medio para siembra se inocula mediante transferencia directa a partir del cultivo madre congelado. El medio para producción se inocula mediante transferencia directa a partir del cultivo para siembra. La inoculación del cultivo no utiliza más del 2% del inóculo.
Período de tiempo, condiciones y nivel de la temperatura de incubación: Tras la inoculación, los recipientes se incuban a 32ºC \pm 1ºC durante 10 a 96, y los fermentadores para producción se incuban a 32ºC \pm 1ºC durante 24 a 120 horas. Se añade solución estéril de NaOH según sea necesario para ajustar el pH hasta 7,2 \pm 0,2.
Naturaleza y magnitud del crecimiento: A diario, durante toda la incubación, se examinan los cultivos de producción inoculados por microscopía para la cuantificación en cámara de Petroff/Hauser. Al final del período de incubación, los cultivos se controlan por microscopía para comprobar la contaminación utilizando tinción de Gram y/o exploración en campo oscuro.
Tiempos mínimo y máximo para la recogida de células: El período mínimo de incubación hasta la recogida de células es 24 horas. El período máximo de incubación hasta la recogida de células es 120 horas.
Técnica de recogida de células: Al final del período de incubación se controla cada cultivo de producción por microscopía para comprobar la pureza por tinción de Gram y/o exploración en campo oscuro, y se extraen muestras para recuento de células totales. Los recipientes del cultivo se almacenan a 2ºC a 7ºC.
Especificaciones del material aceptable para la recogida de células: Los medios de producción aceptables contienen cultivos puros de Borrelia burgdorferi, verificados por tinción de Gram y/o microscopía de campo oscuro, y tienen un recuento de células de Borrelia no inferior a 1 x 10^{8} microorganismos por mililitro. La concentración se determina utilizando una cámara de recuento de Petroff/Hauser (o equivalente).
Eliminación de los materiales desechados: Todos los materiales que no se han utilizado en la preparación de la bacterina se eliminan con arreglo a la Circular n.º 800.56 de los Servicios Veterinarios.
Ejemplo 2 Preparación del producto
Método de inactivación: El crecimiento del cultivo de producción se inactiva con etilenimina binaria (BEI). La inactivación se lleva a cabo a 32ºC \pm 2ºC. Se prepara la cantidad adecuada de BEI en forma de solución 0,344 M (7,05%). Se prepara una solución de BEI al 7,05% disolviendo 70,48 gramos de clorhidrato de 2-bromoetilamina (peso molecular 204,89) y 8,00 gramos de NaOH (PM: 40,00) en un litro de agua desionizada. La solución disuelta se incuba a 37ºC durante dos horas y después se añade al cultivo en una proporción de 30 ml por litro con agitación continua (agitación lenta). La inactivación se lleva cabo durante no menos de 24 horas a un pH de 7,3 \pm 0,2 con agitación (agitación lenta). Una vez completada la inactivación se neutraliza la BEI añadiendo tiosulfato de sodio estéril. La cantidad adecuada de solución de tiosulfato de sodio estéril se prepara en forma de solución 3,015 M (47,7%) disolviendo 477,0 gramos de tiosulfato de sodio en un litro de agua desionizada. Esta solución se filtra a través de un filtro de 0,2 micrómetros antes de su utilización, y se añade al cultivo inactivado en una proporción de 10,6 ml por litro con agitación continua (agitación lenta). Se deja transcurrir la reacción de neutralización durante no menos de 6 horas a 32ºC con agitación continua (agitación lenta) a un pH de 7,3 \pm 0,2. Se añaden sulfato de gentamicina y nistatina al cultivo a concentraciones finales de 30,0 microgramos por mililitro, y 30,0 unidades por mililitro, respectivamente. A continuación se agrupan los microorganismos del cultivo de producción en tanques de retención estériles para su procesamiento ulterior.
Pruebas de inactivación: Se lleva a cabo una prueba de la inactivación del cultivo a granel con arreglo al Título 9 del C.F.R, Parte 113.100. Se extrae una muestra del cultivo inactivado y se inocula un tubo que contiene 29 ml de medio de BSK con 1,0 ml de la muestra. Al mismo tiempo, una muestra del mismo microorganismo a una concentración de 10 células por mililitro, que se sabe que es viable como testigo positivo del crecimiento, se diluye en una relación 1:30 en medio de BSK recién preparado utilizando un blanco de medio de BSK de 29,0 ml y diluyéndolo en medio de BSK desde 10^{-1} hasta 10^{-4} empleando blancos de medio de BSK de 9,0 ml. Los tubos se incuban durante 14 días a 32ºC \pm 2ºC y después se examinan para comprobar el crecimiento. La falta de crecimiento de Borrelia en el tubo que contiene la muestra inactivada indica que la prueba es satisfactoria. Los tubos inoculados con el microorganismo vivo deben tener una DI_{50} \leq 100 y \geq 1 según el método de Reed-Muench.
Composición, proporciones, conservantes y ayudantes:
1. Adyuvante de hidróxido de aluminio: Se añade hidróxido de aluminio [Al(OH)_{3}] Rehydragel® HPA obtenido de Reheis Chemical Company (Berkley Heights, Nueva Jersey) a la suspensión de bacterias a una concentración final no inferior a 1,5 mg (0,15%) de óxido de aluminio (A1203) por dosis.
2. Solución salina: Puede añadirse solución salina fisiológica estéril (NaCl al 0,85%, pH 7,2 \pm 0,2) como diluyente.
3. Conservantes: Se añaden sulfato de gentamicina y nistatina al producto a una concentración final no superior a 30,0 microgramos por mililitro, y 30,0 unidades por mililitro, respectivamente.
4. pH: El pH del producto completado se ajusta hasta 7,3 \pm 0,1 con NaOH o HCl estériles.
Método y magnitud de la concentración: El material de la recogida de Borrelia se concentra por centrifugación y resuspensión en solución salina estéril que contiene sulfato de gentamicina y nistatina hasta concentraciones finales de 30,0 microgramos/ml y 30,0 unidades/ml, respectivamente. El material de la recogida de Borrelia puede concentrarse hasta 1/20 del volumen original.
Procedimientos para la normalización del antígeno: La bacterina se prepara utilizando recuento en cámara de Petroff/Hauser determinado tras la concentración y la resuspensión del material del sedimento. La concentración de Borrelia en cada cultivo se determina como se ha descrito anteriormente. Puede utilizarse una mezcla de cultivos con concentraciones altas y bajas para ajustar las concentraciones finales.
Preparación de una serie:
1. Preparación de unidades para formar una serie: Se extraen suficientes recipientes para el almacenamiento a granel de mezclas individuales de cada cepa aislada de Borrelia del refrigerador mantenido a 4ºC a 7ºC. Si es necesario, se utiliza solución salina fisiológica estéril (0,85% NaCl) como diluyente. El diluyente se esteriliza en autoclave a 121ºC \pm 2ºC durante 30 minutos, o cuando la sonda en el líquido alcance 119°C durante no menos de 20 minutos.
2. Ejemplo de preparación de una serie:
Ingredientes Microorganismos Producto acabado Cuentas finales por
por ml en Litros 1,0 ml de dosis no
Concentración inferiores a
B. burgdorferi Cepa C-1-11 8,0 x 10^{9} 18,750 5,0 x 10^{8}
B. burgdorferi Cepa S-1-10 8,0 x 10^{9} 18,750 5,0 x 10^{8}
Óxido de aluminio (Al_{2}O_{3} al 2%) - - - - - - - - - - - - 22,500 - - - - - - - - - - - -
Sulfato de gentamicina (20,0 mg por ml) - - - - - - - - - - - - 0,394 - - - - - - - - - - - -
Nistatina (25,000 unidades por ml) - - - - - - - - - - - - 0,315 - - - - - - - - - - - -
Solución salina fisiológica - - - - - - - - - - - - 239,291 - - - - - - - - - - - -
Volumen total \overline{300.000} litros
\vskip1.000000\baselineskip
El pH se ajusta a 7,3 \pm 0,1 con NaOH o HCl estériles. El tamaño promedio de la serie es 300 litros. El tamaño máximo de la serie es 900 litros. Se mezclan suspensiones de Borrelia inactivada en un tanque de acero inoxidable esterilizado para su preparación. Tras el mezclado, se almacena toda la serie en un tanque de preparación de acero inoxidable esterilizado o se divide en recipientes más pequeños y se almacena a 2ºC a 7ºC hasta el momento de llenado, o bien, puede introducirse el producto inmediatamente en viales y almacenarse a 2ºC a 7ºC.
3. Volumen de llenado y tipo de vial utilizado: La bacterina se introduce en viales a 1,20 ml \pm 0,05 ml por cada vial de dosis. Los viales que se van a utilizar son dos viales de vidrio de dos mililitros.
Método y técnica del llenado y del sellado del envase final: Se llenan viales estériles mediante procedimiento mecánico o manual estéril del lote con agitación continua. Los viales llenados se cubren con tapones estériles, de forma mecánica o manual, y se sellan con tapas de aluminio.
Cantidad de material antigénico por dosis en el envase final: cada dosis contiene cantidades de microorganismos no inferiores a las siguientes:
Cepa aislada C-1-11 de B. burgdorferi: 5 x 10^{8} microorganismos/ml.
Cepa aislada S-1-10 de B. burgdorferi: 5 x 10^{8} microorganismos/ml.
Ejemplo 3 Pruebas de la bacterina
Pureza: Cada serie o subserie se analiza para comprobar la presencia de bacterias y hongos con arreglo al Título 9 del C.F.R, Parte 113.26.
Seguridad: Las pruebas de seguridad se llevan a cabo en los envases a granel o finales con arreglo al Título 9 del C.F.R, Partes 113.38 y 113.40, que dispone la realización de una prueba de seguridad en perros utilizando una dosis 2X (2 cc) administrada por inyección intramuscular.
Potencia: Las pruebas de potencia se realizan en los envases preparados a granel o finales. Las pruebas de potencia se realizan utilizando una prueba de ELISA de captura de antígeno. Las series satisfactorias deben tener una potencia relativa \geq 1,0 determinada por la versión 3.0 del software para el cálculo de la potencia relativa del Programa de Reactivos Biológicos en Veterinaria del Departamento de Agricultura de los EE. UU.
Ejemplo 4 Etapas posteriores a la preparación
Forma y tamaño de los envases finales en los que se va a distribuir el producto: La bacterina se comercializa en un vial de 2,0 ml, de una sola dosis (una dosis: 1,0 ml). Se completa el etiquetado del envase final.
Extracción, almacenamiento y envío de muestras representativas: Se extraen muestras representativas de cada serie o subserie para APHIS-USDA con arreglo al Título 9 del C.F.R, Parte 113.3, empleando un colector de muestras autorizado de la empresa.
Fecha de caducidad del producto: La fecha de caducidad que figura en el producto será 24 meses desde el inicio de las pruebas de potencia satisfactorias con arreglo al Título 9 del C.F.R, Parte 114.13. La fecha será confirmada con arreglo al Título 9 del C.F.R, Parte 114.13.
Utilización, dosificación y vía de administración para cada especie animal: La bacterina está recomendada para la vacunación de perros sanos contra la enfermedad causada por B. burgdorferi. Cada dosis contiene 1,0 ml (1,0 cc). Se vacunan los perros sanos a las 12 semanas de edad, o superior, con dos dosis, separadas por intervalo de dos a tres semanas. Los cachorros de menos de 6 semanas de edad deben ser vacunados de nuevo cada 2 a 3 semanas hasta que alcancen una edad de por lo menos 12 semanas. Se recomienda la revacunación anual con una dosis. La vía de administración es la inyección intramuscular.
Ejemplo 5 Preparación de medio de Barbour-Stoenner-Kelly (BSK)
Composición: El medio se utiliza para hacer crecer cultivos de Borrelia para su utilización en la preparación de bacterinas. Tras lavar con detergente, se aclara a fondo todo el material de vidrio con agua desionizada y después se esteriliza en autoclave. Todos los ingredientes se añaden lentamente en el orden mencionado en la lista con agitación lenta y continua. El medio de base se prepara de la siguiente manera:
Ingredientes: Cantidad
1) Agua desionizada 500,00 ml
2) HEPES 4,60 g
3) Neopeptona 3,83 g
4) Citrato de sodio 0,54 g
5) Glucosa 3,83 g
6) Bicarbonato de sodio 1,69 g
7) TC Yeastolate 1,92 g
8) Ácido pirúvico, sal de sodio 0,61 g
9) N-acetil-glucosamina 0,31 g
La solución se agita lentamente para disolver todos los componentes. Se añaden a la mezcla 76,70 ml de 10 X CMRL 1066 sin glutamina, con agitación continua y lenta.
Preparación del medio completo: Para cultivos en tubo de 10,0 ml o en frasco de 200,0 ml se añaden lentamente al medio de base los siguientes ingredientes, con agitación continua:
Ingredientes: Cantidad/litro
1) Suero de conejo estéril, termoinactivado 49,00 ml
(El suero de conejo estéril se calienta durante 30 minutos a 58,5ºC \pm 0,5ºC)
2) Seroalbúmina bovina 38,34 g
3) Se ajusta el pH a 7,3 \pm 0,1 con NaOH 2 N.
Se añade una cantidad suficiente (c.s.) a 800 ml con agua desionizada a temperatura ambiente. Se esteriliza la mezcla utilizando un filtro de 0,2 micrómetros con bajo nivel de unión a proteínas.
4) Gelatina estéril 200,00 ml
La gelatina estéril se prepara añadiendo 10,74 g de gelatina a 200,0 ml de agua desionizada. La suspensión se esteriliza en autoclave durante 30 minutos a 121 2ºC o cuando una sonda en el líquido alcanza 119ºC durante no menos de 20 minutos. La solución se enfría hasta por lo menos 45ºC \pm 2ºC antes de la adición del medio de base.
Para cultivos en vasija de 10 litros o fermentadores de 100 litros o más, se añaden los siguientes ingredientes lentamente con agitación continua al medio de base:
Ingredientes: Cantidad/litro
1) Suero de conejo estéril, termoinactivado 49,00 ml
(El suero de conejo estéril se calienta durante 30 minutos a 58,5ºC \pm 0,5ºC)
2) Seroalbúmina bovina 38,34 g
Se ajusta el pH a 7,3 \pm 0,1 con NaOH 2 N. Se añade suficiente cantidad de agua desionizada hasta completar un litro. Se esteriliza la mezcla utilizando un filtro de 0,2 micrómetros con bajo nivel de unión a proteínas.
Información sobre los ingredientes:
1. Seroalbúmina bovina (BSA): La BSA en polvo se adquiere de un proveedor comercial. La BSA en polvo utilizada en la producción puede ser analizada con arreglo al Título 9 del C.F.R, Partes 113.50 y 113.53, y autorizarse su empleo. En ausencia de dichas pruebas, la BSA en polvo puede irradiarse con rayos gamma a no menos de 2,7 megarrads.
2. Suero de conejo: El suero de conejo se adquiere de un proveedor comercial. El suero de conejo utilizado en la producción puede analizarse con arreglo al Título 9 del C.F.R, Partes 113.50 y 113.53, y autorizarse su empleo. El suero de conejo puede irradiarse con rayos gamma a no menos de 2,7 megarrads con arreglo a las pruebas dispuestas en el Título 9 del C.F.R, Partes 113.50 y 113.53.
Todos los componentes químicos eran de calidad U.S.P., o equivalente.
Pruebas: El medio se considera estéril, por lo que no se somete a pruebas.
Conservación y utilización: El medio estéril se conserva a 4ºC a 30ºC hasta su utilización. El medio puede utilizarse inmediatamente después de la preparación o durante un período no superior a seis meses. El medio se utiliza para hacer crecer cultivos de Borrelia para su utilización en la producción de bacterina.
Ejemplo 6 Vacunación de hámsteres - estudios serológicos y de exposición
Se extrajo sangre de hámsteres vacunados con la bacterina de Borrelia burgdorferi, inactivada con etilenimina binaria (BEI), calor o formol (FORM.), y se sometió a los animales a exposición dos o tres semanas, según se indica, después de la vacunación única. Los animales vacunados fueron sometidos a exposición con una mezcla de tres cepas aisladas de Borrelia burgdorferi. Los animales no vacunados fueron utilizados como testigos que no habían sido inoculados con la bacterina de Borrelia burgdorferi, pero que fueron sometidos a exposición con la cepa aislada individual, como se indica con el nombre de la cepa aislada, o con una mezcla de tres cepas aisladas, como se indica con Tri.
TABLA 1 Exposición dos semanas después de la vacunación
Vacunados
\hskip0.5cmBacterina ELISA AB Porcentaje de infección
\hskip0.5cmBEI 0,258 \pm 0,070 56 \pm 23 0 (0/3)
\hskip0.5cmCALOR 0,157 \pm 0,068 43 \pm 30 0 (0/5)
\hskip0.5cmFORM. 0,139 \pm 0,132 35 \pm 32 25 (1/4)
No vacunados
\hskip0.5cmExposición a la ELISA AB Porcentaje de infección
\hskip0.5cmcepa aislada
\hskip0.5cmP/Bi 0,003 \pm 0,008 0 \pm 0 0 (0/3)
\hskip0.5cmWis. 0,000 \pm 0,000 NT 100 (4/4)
\hskip0.5cmChi. 0,000 \pm 0,000 NT 100 (3/3)
\hskip0.5cmTri. NT NT 80 (4/5)
Exposición tres semanas después de la vacunación
Vacunados
\hskip0.5cmBacterina ELISA AB Porcentaje de infección
\hskip0.5cmBEI 0,218 \pm 0,018 34 \pm 25 50 (2/4)
\hskip0.5cmCALOR 0,259 \pm 0,059 29 \pm 19 75 (3/4)
\hskip0.5cmFORM. 0,384 \pm 0,202 40 \pm 18 100 (4/4)
No vacunados
\hskip0.5cmExposición a la ELISA AB Porcentaje de infección
\hskip0.5cmcepa aislada
\hskip0.5cmP/Bi 0,000 \pm 0,000 4 \pm 2 0 (0/4)
\hskip0.5cmWis. 0,000 \pm 0,000 NT 50 (2/4)
\hskip0.5cmChi. 0,000 \pm 0,000 NT 50 (2/4)
\hskip0.5cmTri. NT NT 67 (2/3)
\hskip0.5cmAB = Ensayo de actividad borrelicida
Los resultados presentados en la Tabla 1 demuestran que no hay una diferencia significativa (P = 0,05) en la respuesta serológica con respecto al método de inactivación de células de B. burgdorferi a las 2 o 3 semanas después de la vacunación. Las respuestas serológicas disminuyeron o aumentaron ligeramente a partir de las 2 a 3 semanas posteriores a la vacunación; no obstante, la protección (relativa a las cepas aisladas C-1-11 y S-1-10) disminuyó en cada grupo vacunado a las 3 semanas después de la vacunación. La cepa aislada P/Bi no es virulenta, y se comprobó que no infectaba los tejidos de los animales vacunados o de los testigos.
Ejemplo 7 Estudios de ELISA en perros no vacunados y en perros vacunados por vía intramuscular
Se analizó la capacidad de la bacterina para estimular una respuesta inmunitaria en perros. Los perros fueron vacunados con la bacterina proporcionada por la presente memoria (V), o bien, no fueron vacunados (NV), y se determinaron sus niveles de anticuerpos contra los antígenos de recubrimiento de S-1-10 y C-1-11 mediante la técnica ELISA a las tres semanas después de la primera vacunación y a las dos semanas después de una segunda vacunación posterior, según se indica.
TABLA 2 Antígeno de recubrimiento = S-1-10
Grupo Prevac. Tres semanas tras la vacunación Dos semanas tras la vacunación
V 0,013 \pm 0,020 0,672 \pm 0,128 1,369 \pm 0,167
NV 0,012 \pm 0,016 0,027 \pm 0,011 0,014 \pm 0,015
Antígeno de recubrimiento = C-1-11
Grupo Prevac. Tres semanas tras la vacunación Dos semanas tras la vacunación
V 0,033 \pm 0,015 0,511 \pm 0,122 1,550 \pm 0,148
NV 0,023 \pm 0,019 0,017 \pm 0,013 0,037 \pm 0,016
Los datos demuestran que la inoculación con la bacterina de la presente invención da lugar a la producción de anticuerpos contra ambas cepas aisladas de B. burgdorferi: S-1-10 de Wisconsin y C-1-11 de Chicago. Los perros vacunados presentaban un mayor nivel sérico de anticuerpos contra los antígenos de recubrimiento de S-1-10 y de C-1-11 que los animales no vacunados. Estos niveles de producción de anticuerpos aumentaron tras la administración de una segunda dosis de la bacterina a los perros. Por consiguiente, estos resultados demuestran que la bacterina de la presente invención puede estimular en los animales la producción de anticuerpos contra Borrelia que serán útiles contra exposiciones posteriores a las bacterias.
Ejemplo 8 Ensayo de actividad borrelicida utilizando suero de perro
Se vacunaron perros con la bacterina de Borrelia burgdorferi. Se aisló el suero de dichos perros y se mezcló con un cultivo en crecimiento de la cepa S-1-10 de B. burgdorferi. El porcentaje de las células de Borrelia muertas en los cultivos que se habían hecho crecer en presencia y en ausencia de este suero de perro inmunizado se indica en la Tabla 4 (véase a continuación).
TABLA 3 Ensayo de actividad borrelicida - Suero de perro Porcentaje de células de Borrelia muertas
Prevac. Tres semanas tras la 1.^{a} vacunación Dos semanas tras la 2.^{a} vacunación
No vac. 0 \pm 0 0,5 \pm 1,7 1,5 \pm 2,7
Vac. I.M. 0 \pm 0 59,5 \pm 6,3 87,9 \pm 10,3
Vac. Subc. 0 \pm 0 63,7 \pm 20,6 86,1 \pm 12,0
No vac.: suero de perros no vacunados; Vac. I.M.: perros vacunados por vía intramuscular; Vac. Subc.: perros
vacunados por vía subcutánea; Prevac.: suero de perros antes de la vacunación.
Como puede apreciarse en la Tabla 3, el suero extraído de perros antes de su vacunación con la bacterina (prevac.) y de animales no vacunados (No vac.) fue incapaz de desencadenar la muerte celular en un cultivo en crecimiento de Borrelia. En contraposición, el suero de perro inmunizado fue capaz de desencadenar la muerte celular. El suero aislado de perros vacunados por vía intramuscular (Vac. I.M.) con la bacterina fue capaz de provocar un porcentaje similar de muerte celular al del suero aislado de perros vacunados por vía subcutánea (Vac. Subc.). El suero aislado de perros que habían recibido una segunda dosis de la bacterina provocó una tasa superior de muerte celular en comparación con el suero de perros vacunados una sola vez.
Ejemplo 9 Cepa aislada 297 de Borrelia burgdorferi
Se analizó el suero de perros antes y después de la inoculación de la cepa aislada N-40 de Borrelia burgdorferi en busca de anticuerpos borrelicidas dirigidos contra las células de la cepa 297 empleando el ensayo de actividad borrelicida.
TABLA 4 Dilución del suero
Suero 1:20 1:40 1:80 1:160 1:320 1:640
Preinoc. vivos 140 158 173 133 NC NC
Preinoc. muertos 6 7 13 7 NC NC
5 semanas tras la infección, vivos 1 0 2 15 100 102
5 semanas tras la infección, muertos 51 39 57 33 23 7
NC: Sin recuento.
Los datos presentados en la Tabla 4 demuestran que los perros inoculados con la cepa aislada N-40 de B. burgdorferi producen anticuerpos borrelicidas contra una cepa aislada diferente (es decir, la cepa 297) pero del mismo grupo seroprotector al que pertenece N-40, que no está presente en los perros no inoculados, exentos de B. burgdorferi.
Cepa aislada N-40 de Borrelia burgdorferi
Se analizó el suero de perros antes y después de la inoculación de la cepa aislada N-40 de Borrelia burgdorferi en busca de anticuerpos borrelicidas dirigidos contra las células de la cepa N-40 empleando el ensayo de actividad borrelicida.
TABLA 5 Dilución del suero
Suero 1:20 1:40 1:80 1:160 1:320 1:640
Preinoc. vivos 154 226 204 219 280 135
Preinoc. muertos 0 9 6 5 5 3
5 semanas tras la infección, vivos 0 0 3 1 138 99
5 semanas tras la infección, muertos 54 65 72 48 3 5
Los datos presentados en la Tabla 5 demuestran que los perros inoculados con la cepa aislada N-40 de B. burgdorferi producen anticuerpos borrelicidas contra la cepa aislada inoculada que está ausente en los perros no inoculados, exentos de B. burgdorferi.
Ejemplo 10 Estudios de protección cruzada in vitro
La Tabla 7 (véase a continuación) presenta los hospedadores naturales de varias cepas aisladas de Borrelia burgdorferi utilizadas en los estudios de protección cruzada in vitro, el origen de las cepas aisladas en los animales hospedadores y los lugares geográficos en los que se aislaron las cepas.
TABLA 7 Cepas aisladas Borrelia burgdorferi
Nombre Hospedador Fuente Localización
297 Seres humanos LCR Este de EE. UU.
B31 I. dammini - - - Este de EE. UU.
S-1-10 P. leucopus riñón Wisconsin
IPT I. pacificus - - - Costa Oeste de EE. UU.
MMTI I. dammini - - - Minnesota
35211 I. ricinus - - - Suiza
Chicago (C-1-11) M. pennsylvanicus riñón Illinois
PBi Seres humanos LCR Alemania
G25 I. ricinus - - - Suecia
LCR: líquido cefalorraquídeo.
Se inocularon hámsteres con una forma viva de una de las cepas aisladas indicadas en la primera columna de la Tabla 8. Se extrajo antisuero de estos hámsteres y se añadió a cultivos de las cepas aisladas de B. burgdorferi indicadas en la fila correspondiente de la Tabla 8. El grado de reconocimiento de las bacterias en cultivo por el anticuerpo y, por tanto, el grado de muerte celular causada, se midió de la siguiente manera. Se extrajo suero de hámsteres infectados con cepas aisladas individuales, vivas, de Borrelia burgdorferi, se diluyó en medio de BSK, se inactivó con calor y se añadieron 100 \mul a cada tubo de reacción. También se añadieron diez microlitros de complemento. La densidad del cultivo se ajustó a continuación hasta una concentración de 10^{5} células por mililitro, y después se añadieron 100 \mul del cultivo a cada tubo de reacción. Los tubos de reacción resultantes con anticuerpo/B. burgdorferi se incubaron a 32ºC durante dos horas, y después se añadieron 800 \mul de medio de BSK recién preparado. Los tubos de reacción se incubaron después a 32ºC durante cuatro días, y después se valoró la viabilidad como porcentaje de células intactas, determinado con el citómetro de Coulter. Los resultados de los estudios de protección cruzada in vitro se presentan a continuación en la Tabla 8.
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA 8 Estudios de protección cruzada in vitro
Antisueros 297 B31 S-1-10
BSK 100,0 \pm 3,0 100,0 \pm 5,8 100,0 \pm 3,5
NHS 100,0 \pm 3,8 107,9 \pm 7,9 99,5 \pm 3,5
297 0,6 \pm 0,2 0,9 \pm 0,0 1,0 \pm 0,2
B31 0,5 \pm 0,1 0,9 \pm 0,2 0,9 \pm 0,1
S-1-10 0,3 \pm 0,1 0,7 \pm 0,1 0,8 \pm 0,1
35211 0,3 \pm 0,1 0,7 \pm 0,1 1,0 \pm 0,1
MMTI 2,4 \pm 1,6 0,5 \pm 0,0 1,0 \pm 0,0
IPT 0,4 \pm 0,1 3,3 \pm 0,1 0,9 \pm 0,0
Chicago 32,6 \pm 1,7 55,7 \pm 3,8 91,2 \pm 7,3
PBi 93,5 \pm 2,8 97,5 \pm 10,9 103,5 \pm 5,2
G25 103,5 \pm 5,3 113,5 \pm 8,0 97,1 \pm 8,9
Antisueros 35211 MMTI IPT
BSK 100,0 \pm 7,7 100,0 \pm 12,4 100,0 \pm 9,0
NHS 99,5 \pm 3,5 103,9 \pm 4,1 108,9 \pm 1,4
297 1,0 \pm 0,2 2,5 \pm 0,4 0,3 \pm 0,0
B31 0,9 \pm 0,1 11,0 \pm 1,0 0,4 \pm 0,0
S-1-10 0,8 \pm 0,1 0,7 \pm 0,3 0,3 \pm 0,1
35211 1,0 \pm 0,1 1,7 \pm 0,3 0,3 \pm 0,0
MMTI 1,0 \pm 0,0 0,9 \pm 0,2 0,2 \pm 0,0
IPT 0,9 \pm 0,0 1,9 \pm 0,2 0,2 \pm 0,0
Chicago 91,2 \pm 7,3 84,7 \pm 5,4 100,5 \pm 2,8
PBi 103,5 \pm 5,2 104,2 \pm 13,4 96,2 \pm 3,6
G25 97,1 \pm 8,9 106,4 \pm 13,2 106,3 \pm 9,6
Antisueros Chicago PBi G25
BSK 100,0 \pm 3,5 100,0 \pm 8,0 100,0 \pm 7,2
NHS 111,2 \pm 14,5 105,7 \pm 7,8 104,4 \pm 5,8
297 99,2 \pm 3,6 113,4 \pm 3,0 91,5 \pm 2,9
B31 114,2 \pm 6,7 108,9 \pm 8,9 96,4 \pm 8,9
S-1-10 99,5 \pm 7,3 85,1 \pm 6,6 90,7 \pm 6,4
35211 107,3 \pm 11,4 102,1 \pm 3,8 92,2 \pm 3,8
MMTI 102,5 \pm 8,5 108,7 \pm 9,1 96,5 \pm 6,0
IPT 109,5 \pm 8,5 119,5 \pm 8,0 97,1 \pm 6,8
Chicago 0,8 \pm 0,1 93,6 \pm 3,6 105,2 \pm 8,2
PBi 114,8 \pm 11,4 0,2 \pm 0,0 0,3 \pm 0,0
G25 115,7 \pm 0,4 0,2 \pm 0,0 0,3 \pm 0,0
\begin{minipage}[t]{157mm}BSK: medio de Barbour-Stoenner-Kelly; NHS: suero normal de hámster, es decir, suero que no contiene anticuerpos contra Borrelia.\end{minipage}
\newpage
Los valores de viabilidad en la Tabla 8 se expresan como porcentaje de la viabilidad celular en un cultivo, en comparación con la viabilidad del 100% de los testigos con "BSK". Los cultivos testigo con BSK son cultivos que se ponen en contacto con medio de Barbour-Stoenner-Kelly en vez de con antisuero de hámsteres inoculados con una cepa aislada de B. burgdorferi. Por tanto, estos cultivos no deberían experimentar muerte celular debida a las reacciones con anticuerpos. Por consiguiente, la viabilidad de estos cultivos se fija a 100%, en comparación con la de los cultivos a los que se añade antisuero. La baja viabilidad de un cultivo en comparación con los valores del testigo indica que ha tenido lugar la muerte celular en el cultivo, debida a las reacciones de los anticuerpos con los determinantes de la superficie celular.
Los datos de la Tabla 8 demuestran que los cultivos de una cepa puesta en contacto con antisuero de un hámster inoculado con la misma cepa aislada presentan baja viabilidad; es decir, los anticuerpos sintetizados contra la cepa aislada inoculada reconocen la cepa aislada en el cultivo y, junto con el complemento, causan la muerte celular. Por ejemplo, un cultivo de la cepa 297 de B. burgdorferi puesto en contacto con medio de BSK o NHS, es decir, suero que no contiene anticuerpos contra Borrelia, mostró una viabilidad de 100%. Sin embargo, un cultivo de la cepa 297 puesto en contacto con antisuero extraído de un hámster inoculado con la cepa 297 presentó una viabilidad de 0,6%. Además, un cultivo de la cepa Chicago de B. burgdorferi puesto en contacto con NHS tenía una viabilidad de 111%, mientras que un cultivo de la cepa Chicago puesto en contacto con un antisuero contra la cepa Chicago presentó una viabilidad de 0,8%.
Los datos de la Tabla 8 también demuestran que el antisuero de hámsteres inoculados con una cepa aislada provocó muerte celular en los cultivos de algunas otras cepas aisladas. Como se ha examinado anteriormente, la viabilidad de los cultivos que se habían puesto en contacto con medio de BSK se fija a 100%. Los datos demuestran que la viabilidad de los cultivos que se habían puesto en contacto con suero normal de hámster (NHS) es asimismo aproximadamente 100%, como se esperaba. Sin embargo, los cultivos de las seis primeras cepas aisladas de B. burgdorferi mencionadas en la lista, es decir, las cepas 297, B31, S-1-10, 35211, MMTI y IPT, al ser puestos en contacto con antisuero obtenido de hámsteres inoculados con cualquiera de las mismas seis cepas aisladas, presentaron todos valores de viabilidad significativamente inferiores a los de los testigos. Estos datos demuestran que la viabilidad de los cultivos fue baja cuando se añadió antisuero contra una cepa aislada a los cultivos de la misma cepa aislada. La viabilidad de los cultivos fue baja cuando los cultivos se pusieron en contacto con antisueros dirigidos contra otras cepas aisladas. Por ejemplo, se añadieron antisueros contra la cepa 297 a cultivos de las cepas 297, B31, S-1-10, 35211, MMTI y IPT. La viabilidad de los cultivos fue 0,6%, 0,9%, 1,0%, 1,0%, 2,5% y 0,3%, respectivamente, lo que indica que los anticuerpos había reconocido y reaccionado con los determinantes de dichas cepas aisladas.
Los datos de la Tabla 8 demuestran, por consiguiente, que las cepas aisladas 297, B31, S-1-10, 35211, MMTI y IPT presentan protección cruzada. Es decir, como se ha explicado anteriormente, los anticuerpos contra una cepa aislada reconocen y reaccionan con los determinantes superficiales de otras cepas aisladas. Estas cepas aisladas son, por lo tanto, miembros del mismo grupo seroprotector. Este grupo se conoce como el grupo seroprotector A de cepas aisladas de Borrelia burgdorferi.
Los antisueros de hámsteres inoculados con las cepas Chicago, PBi y G25 no provocaron muerte celular en los cultivos de estas cepas aisladas y, por consiguiente, pertenecen a uno o más grupos seroprotectores distintos. Los antisueros contra la cepa Chicago no provocaron un grado significativo de muerte celular en los cultivos de ninguna de las otras cepas aisladas analizadas. Por tanto, la cepa Chicago (también denominada C-1-11) es la única cepa analizada que pertenece al grupo seroprotector B.
El antisuero contra la cepa PBi produjo muerte celular tanto en los cultivos de PBi como de G25, como fue también el caso del antisuero contra la cepa G25. Por consiguiente, PBi y G25 son cepas aisladas que presentan protección cruzada y que se clasifican en el mismo grupo seroprotector, el grupo "europeo" de cepas aisladas de Borrelia burgdorferi.
Así, los resultados de los estudios de protección cruzada presentados en la Tabla 8 indican que las cepas aisladas de Borrelia burgdorferi pueden clasificarse en por lo menos tres grupos seroprotectores distintos.
Ejemplo 11 Vacunación de hámsteres - estudio serológico y de exposición
Los hámsteres fueron inoculados con células vivas de la cepa 297 de Borrelia burgdorferi. A continuación se administró suero de estos hámsteres, o de hámsteres normales, es decir, no inoculados, o suero normal de hámster (NHS), a otros hámsteres. Después se sometió a estos hámsteres a exposición a la cepa 297 ó 35211 (Suiza) como se indica en la Figura 3. Se evaluó la capacidad los antisueros para transferir inmunidad pasiva a hámster receptores contra la infección por B. burgdorferi, en días sucesivos posteriores a la infección, como se indica.
La Figura 3 presenta los resultados del estudio serológico y de exposición. La protección contra la infección por B. burgdorferi se evaluó a partir de los valores obtenidos con el pletismógrafo de animales sometidos a exposición, en comparación con los valores iniciales para el testigo, es decir, animales no inoculados. El pletismógrafo mide la cantidad de mercurio desplazado por las patas de un hámster. Como se ha explicado anteriormente, uno de los síntomas provocados por la infección por B. burgdorferi es la artritis y la tumefacción. De este modo, los hámsteres infectados con Borrelia deberían tener patas hinchadas, que desplazan mayores cantidades de mercurio que las patas de hámsteres normales. Los hámsteres protegidos contra la infección por B. burgdorferi no deberían presentar patas hinchadas. Por consiguiente, un aumento en el tamaño de la pata de un hámster infectado, es decir, un aumento en la cantidad de mercurio desplazado, indica que los antisueros administrados no habían protegido al hámster contra la exposición a B. burgdorferi.
Los resultados presentados en la Figura 3 indican que el suero normal de hámster (NHS), como se esperaba, no protegió a los hámsteres contra la infección por la cepa aislada 297 de B. burgdorferi (el valor obtenido con el pletismógrafo del hámster inoculado con NHS /expuesto a 297 aumentó hasta un máximo de aproximadamente 1,0 mm de Hg ocho días tras la exposición, en comparación con el valor inicial de aproximadamente 0,35). Tampoco el suero normal de hámster protegió a los hámsteres contra la infección por la cepa aislada de B. burgdorferi 35211 (el valor obtenido con el pletismógrafo del hámster inoculado con NHS /expuesto a 35211 aumentó hasta un máximo de aproximadamente 0,85 mm de Hg nueve días tras la infección, en comparación con el valor inicial).
En contraposición, la Figura 3 indica que el antisuero contra la cepa 297 protegió a los hámsteres contra la exposición subsiguiente a la cepa aislada 35211. Los valores obtenidos con el pletismógrafo del hámster inoculado con 297/expuesto a 35211 fueron aproximadamente los mismos que los valores iniciales entre los dos y los catorce días tras la exposición. Estos resultados confirman los estudios in vitro, que demuestran que las cepas aisladas de Borrelia burgdorferi pueden tener protección cruzada, es decir, que los anticuerpos contra una cepa pueden conferir inmunidad pasiva contra la otra cepa aislada. Los resultados indican que las cepas aisladas 297 y 35211 presentan protección cruzada, y por consiguiente, pertenecen al mismo grupo seroprotector.
Ejemplo 12 Resumen de las cepas aisladas de Borrelia burgdorferi
Se examinaron cuarenta y tres cepas aisladas individuales de B. burgdorferi procedentes de Estados Unidos y de Europa. Se incubaron cultivos en crecimiento exponencial de las cepas individuales con antisueros contra la cepa aislada 297 de Borrelia burgdorferi perteneciente al grupo seroprotector A, la cepa aislada PBi del grupo seroprotector C y una cepa C-1-11 del grupo seroprotector B.
TABLA 9
Antisuero Cepas aisladas
"A" "C" "B"
anti-297 anti-PBi anti-Chicago EE. UU. Europeas Total
S R P 15 1 16
R S R 0 13 13
R R S 1 0 1
S R S 3 3 6
S S S 1 0 1
R R R 0 6 6
43
S: Sensible al efecto letal; R: Resistente al efecto letal; PE: Efecto letal parcial.
La sensibilidad (S) al efecto letal provocado por el antisuero anti-297, pero no por los antisueros anti-PBi o anti-Chicago, indica que una cepa aislada de Borrelia burgdorferi se clasifica en el mismo grupo seroprotector, es decir, el grupo seroprotector A, como la cepa 297. La resistencia (R) al efecto letal provocado por el antisuero anti-297 indica que una cepa debe clasificarse en un grupo seroprotector distinto. La Tabla 9 indica que 15 de las 16 cepas aisladas clasificadas en el grupo seroprotector A fueron aisladas en EE. UU. La Tabla 9 también indica que 13 de las 13 cepas aisladas sensibles al efecto letal únicamente en el caso del antisuero anti-PBi, y por consiguiente clasificadas en el grupo seroprotector C, fueron aisladas en Europa. La Tabla 9 también muestra que 6 de las 43 cepas aisladas eran resistentes al efecto letal provocado por los antisueros anti-297, anti-PBi y anti-Chicago, es decir, que los anticuerpos no reconocieron los determinantes de la superficie celular expresados por estas cepas. Por tanto, estas seis cepas aisladas no presentaban protección cruzada con ninguna de las otras cepas aisladas analizadas. Por consiguiente, los datos demuestran que hay por lo menos otro grupo seroprotector de cepas aisladas de B. burgdorferi, además de los grupos seroprotectores A, B o C.
Ejemplo 13 Exposición natural a garrapatas utilizando una composición de vacuna bivalente Introducción
La enfermedad de Lyme, causada por la espiroqueta Borrelia burgdorferi (Bb) y transmitida por garrapatas Ixodes, es una enfermedad multisistémica que pueda afectar a la piel, al sistema nervioso, al corazón y a las articulaciones de los seres humanos y los perros no protegidos. (Anderson, J. F., et al. (1988) J. Clin. Microbiol. 26: 2209-2212; Appel, et al. (1993) J. Inf. Dis. 167: 651-664; Lane, R. S. et al. (1989) J. Clin. Microbiol. 27: 2344-2349; LeFebvre, R. B. et al. (1990) J. Clin. Microbiol. 28: 700-707; Levy, S. A. et al. (1992) Canine Practice 17: 5-14; Nelson, J. A., et al. (1991) J. Clin. Microbiol. 29: 1732-1734; Piesman, J. et al. (1990) Am. J. Trop. Med. Hyg. 42: 352-357; Steere, A. C., et al. (1983) N. Engl. J. Med. 308: 733-740; Steere, A. C., et al. (1977) Ann. Intern Med. 86: 685-698). Aunque el tratamiento con antibióticos puede ser eficaz, es necesario administrarlo al comienzo de la enfermedad. Los antibióticos administrados durante las etapas tardías de la enfermedad pueden no ser eficaces para eliminar completamente el microorganismo del hospedador. Los hámsteres o ratones vacunados con bacterinas experimentales que contenían células enteras inactivadas o subunidades de antígenos generan una respuesta inmunitaria que les protegerá de las vías de infección artificiales o naturales. (Fikrig, E., et al. (1990) Science 250: 553-556; Fikrig, E., et al. (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. 89: 5418-5421; Johnson, R. C. et al. (1986) Immun. 54: 897-898; Johnson, R. C. et al. (1986) Zbl. Bakt. Hyg. A. 263: 45-48; Kochi, S. K. et al. (1988) Infect. and Immun. 56: 314-321; Schmitz, J. L. et al. (1991) Infect. and Immun. 59: 3815-3818). Más recientemente, una vacuna comercializada ha demostrado ser eficaz contra la exposición en el laboratorio y sobre el terreno. (Hsien-Jue, C., L. G. Chavez, Jr., B. M. Blumer, R. W. Sebring, T. L. Wasmoen, y W. M. Acree. (1992) JAVMA 201: 403-411). Aunque las vacunas proporcionan protección, es importante que la inmunidad (anticuerpos borrelicidas) esté presente antes de la infección, ya que los animales infectados pueden permanecer infectados a pesar de la presencia de anticuerpos borrelicidas circulantes (Callister, S. M. et al. (1991) J. Clin. Microbiol. 29: 1773-1776; Johnson, R. C. et al. (1986) Immun. 54: 897-898; Johnson, R. C. et al.(1986) Zbl. Bakt. Hyg. A. 263: 45-48; Kochi, S. K. et al. (1988) Infect. and Immun. 56: 314-321; Schmitz, J. L. et al. (1991) Infect. and Immun. 59: 3815-3818).
La Tabla 10 presenta una lista de los grupos seroprotectores de Bb que han sido caracterizados en estudios de protección pasiva en hámsteres y en pruebas in vitro (Ensayo de actividad borrelicida) que pueden diferenciar entre los grupos seroprotectores sobre la base de la respuesta de anticuerpos tras la infección (Lovrich, S. D. et al. (1993) Infect. and Immun. [En prensa]). Es posible que los anticuerpos producidos contra una cepa aislada de un grupo seroprotector no proporcionen protección en los perros, u otras especies, contra la exposición a una cepa aislada de un grupo seropositivo diferente. Por consiguiente, es necesario incorporar cepas aisladas que representen diferentes grupos seroprotectores para garantizar una vacuna de amplia eficacia.
Las garrapatas Ixodes scapularis infectadas con Bb pueden infectar ratones o perros cuando se fijan a los animales y se les permite alimentarse en ellos. (Appel, Max J. G. et al. (1993) J. Inf. Dis. 167: 651-664; Fikrig, E. et al. (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. 89: 5418- 5421; Rowhrig, J. T. et al. (1992) Journ. Immunol. 149: 3648-3653). La respuesta inmunitaria a Bb de los perros inoculados con jeringuillas es diferente a la de la transmisión por garrapatas (Rowhrig, J. T. et al. (1992) Journ. Immunol. 149: 3648-3653). Por este motivo, hemos evaluado la capacidad inmunógena de una vacuna bivalente contra la exposición natural a garrapatas.
I. Materiales y métodos A. Animales
Se utilizaron cuatro (4) sabuesos exentos de B. burgdorferi (Bb), de más de 21 semanas de edad, procedentes de Solvay Animal Health, Inc., Charles City, IA., en una prueba del modelo de exposición a garrapatas. Se utilizaron treinta (30) sabuesos exentos de Bb, de 5 a 16 semanas de edad, procedentes de Harlan Sprague Dawley, Indianápolis, Indiana, para la prueba de la capacidad inmunógena (19 vacunados y 9 no vacunados). Se comprobó que los perros estaban exentos de Bb mediante pruebas serológicas y cultivo de sangre en medio de Barbour-Stoenner-Kelly (BSK).
B. Preparación de la bacterina
La bacterina se preparó como se ha descrito anteriormente. La bacterina se preparó con dos cepas aisladas, C-1-11 y S-1- 10, que habían sido propagadas por pases 8 veces (nivel de propagación por pases: X+8) a partir del cultivo madre original utilizado para la siembra.
C. Vacunación
Se vacunaron diecinueve perros de acuerdo con las siguientes instrucciones:
1.
Se dejó calentar la vacuna hasta la temperatura ambiente.
2.
Se agitó ligeramente el vial antes de extraer su contenido con técnica aséptica.
3.
Se aplicó una dosis (1,0 ml) por vía intramuscular en la zona inferior del músculo. La dosis inicial se administró a las 5 a 16 semanas de edad. La segunda dosis se administró tres semanas después de la vacunación inicial.
Los perros fueron sometidos a inspección visual para detectar reacciones anómalas a la vacunación.
D. Exposición
Se recogieron garrapatas Ixodes scapularis machos y hembras procedentes de dos zonas de Wisconsin en las que la enfermedad de Lyme es endémica (zonas rurales cercanas a Hixton y Ettrick, WI.). Se examinaron los intestinos medios de 50 y 48 garrapatas I. scapularis machos de Hixton y Ettrick, WI., respectivamente, mediante un ensayo con anticuerpos fluorescentes (FA) específicos para Bb. Se agruparon estos conjuntos de garrapatas y se utilizaron tanto para las pruebas del modelo de exposición como para las pruebas de la capacidad inmunógena.
1.
Detección de B. burgdorferi por inmunofluorescencia utilizando un anticuerpo monoclonal.
a)
Preparación de muestras:
i.
Garrapatas - Se separó la cabeza utilizando un bisturí. Se extrajo el intestino medio de la garrapata y se hizo con él una extensión en un portaobjetos de microscopio utilizando un bastoncillo aplicador, y después se secó a fondo la extensión.
ii.
Cultivo - Las espiroquetas cultivadas se concentraron por centrifugación (13.000 x g, temperatura ambiente) y se lavaron en PBS 0,01 M pH 7,2. Se colocaron quince microlitros de la suspensión lavada en un portaobjetos de microscopio, y se secaron a fondo.
b)
Los portaobjetos secados se fijaron en acetona durante 10 minutos y se secaron.
c)
El anticuerpo monoclonal de ratón H5332 (obtenido inicialmente de Alan Barbour, University of Texas, San Antonio) se diluyó 1:40 utilizando PBS y se aplicó al portaobjetos. Los portaobjetos se incubaron durante 30 minutos a 37ºC en una cámara húmeda.
d)
Tras la incubación, los portaobjetos fueron aclarados con un chorro de PBS y se sumergieron durante 5 a 10 minutos en una cubeta de Coplan que contenía PBS.
e)
A continuación se hicieron reaccionar los portaobjetos con un conjugado de anticuerpo, marcado con FITC, contra la IgG de ratón, diluido 1:400 con PBS. Los portaobjetos se incubaron durante 30 minutos a 37ºC en una cámara húmeda.
f)
Tras la incubación, los portaobjetos fueron aclarados con un chorro de PBS y se sumergieron durante 5 a 10 minutos en una cubeta de Coplan que contenía PBS, y los portaobjetos se secaron con papel secante.
g)
Se colocaron en los portaobjetos glicerol tamponado y un cubreobjetos, y se sometieron a observación por microscopia de fluorescencia.
E. Métodos de exposición
1.
Prueba del modelo de exposición. Para determinar el método de fijación e infección se colocaron 4 garrapatas hembras y 1 ó 2 garrapatas machos en una zona afeitada localizada a cada lado del tórax de cada uno de 4 perros. Las hembras fueron colocadas en los perros para que se alimentasen, mientras que los machos están presentes para fomentar la alimentación completa de las hembras (Appel, Max J. G. et al. (1993) J. Inf. Dis. 167: 651-664). Se dejó que las garrapatas se alimentasen durante 1 semana; después se recogieron, si era posible, y se examinaron para detectar la presencia de Bb. Se hicieron biopsias cutáneas del lado izquierdo del sitio de fijación una semana después de la fijación, y del lado derecho dos semanas después de la fijación.
2.
Prueba de la capacidad inmunógena. Se colocaron cuatro garrapatas hembras y una garrapata macho en una zona afeitada localizada en el lado derecho de cada animal vacunado y no vacunado una semana después de la segunda vacunación. Se dejó que las garrapatas se alimentasen durante 9 días, después se recogieron, si era posible, y se examinaron para detectar la presencia de Bb. Catorce a quince días después de la fijación de la garrapata se hicieron biopsias cutáneas del sitio de fijación de la garrapata y de un sitio localizado aproximadamente a 15 cm del sitio de fijación.
F. Biopsias cutáneas
Los sitios en los que se iban a recoger biopsias cutáneas fueron afeitados, lavados con solución Solvahex™ para lavado quirúrgico, y aclarados a fondo con agua estéril, para eliminar los restos de desinfectante. Las biopsias cutáneas se recogieron practicando incisiones elípticas a través de las capas dérmica y subcutánea de la piel. Cada biopsia cutánea se subdividió en secciones, que se colocaron en 9,0 ml de medio de BSK recién preparado. Las muestras se homogeneizaron y se colocó 1,0 ml en medio de BSK recién preparado que contenía agarosa, con o sin rifampicina (40 microgramos por mililitro). Los cultivos se incubaron a 32ºC durante 6 semanas y se examinaron periódicamente para detectar la presencia de espiroquetas. En el caso de los cultivos que resultaron positivos a la prueba de espiroquetas se confirmó que el germen era Bb mediante FA. Después de 6 semanas de incubación, los cultivos negativos fueron propagados por pases en medio de BSK recién preparado inoculando 1,0 ml del cultivo negativo en 9,0 ml de medio de BSK recién preparado que contenía agarosa y rifampicina (40 microgramos por mililitro). Estos cultivos se incubaron a 32ºC durante 6 semanas y se examinaron como se ha descrito anteriormente.
G. Sangre (Pruebas del modelo de exposición y de la capacidad inmunógenas)
Se extrajo sangre en tubos que contenían citrato de sodio en el momento de la fijación de la garrapata y semanalmente después de la fijación de la garrapata. Para cada muestra se colocaron 3,0 ml de sangre de cada perro en 27,0 ml de medio de BSK recién preparado. Los cultivos de sangre se diluyeron adicionalmente 1:100 y 1:1000 utilizando 9,0 ml de blancos de BSK. Los cultivos se incubaron a 32ºC durante por lo menos 3 semanas y se examinaron como se ha descrito anteriormente. En el caso de los cultivos que resultaron positivos a la prueba de espiroquetas se confirmó que el germen era Bb mediante FA.
H. Pruebas serológicas
1.
Prueba del modelo de exposición. Se extrajo sangre en el momento de la fijación de la garrapata y semanalmente después de la fijación de la garrapata. Las pruebas del ensayo de actividad borrelicida y de ELISA se realizaron en suero obtenido de las muestras sanguíneas recogidas.
2.
Prueba de la capacidad inmunógena. Se extrajo sangre en el momento de la primera y la segunda vacunación, en el momento de la fijación de la garrapata, y semanalmente después de la fijación de la garrapata. Se obtuvo el suero y se realizaron las pruebas de AB en muestras recogidas en las semanas 0, 4, 9 y 10. Las pruebas de ELISA se realizaron en muestras recogidas en las semanas 0, 3, 4, 5, 6, 8, 9 y 10.
I. Procedimiento de ensayo de actividad borrelicida
a)
Un cultivo de 72 horas de la cepa C-1-11 o S-1-10 de B. burgdorferi (Bb) se cuantificó en cámara de Petroff/Hauser y se diluyó hasta 1 x 10^{5} células por mililitro con medio de BSK recién preparado.
b)
El suero que se iba analizar se diluyó 1:20 en medio de BSK recién preparado, se filtró a través de un filtro de 0,2 micrómetros y se termoinactivó a 56ºC durante 45 minutos.
c)
Para realizar la prueba se añadieron 100 \mul del cultivo diluido y 100 \mul del suero termoinactivado, diluido y filtrado en un tubo de 1,5 ml con tapón roscado. Se añadieron al mismo tubo quince (15) microlitros de complemento de cobaya. Se mezcló el contenido y se incubó a 32ºC durante 2 horas.
d)
Después del período de incubación de 2 horas, se añadieron al tubo 800 \mul de medio de BSK recién preparado. El tubo se incubó después a 32ºC durante 5 a 7 días.
e)
Después del período de incubación de 5 a 7 días, se determinó el crecimiento de Bb extrayendo una muestra de 300 a 600 \mul del tubo de reacción y colocándola en un vial que contenía 10,0 ml de solución salina al 2,0%. El recuento de Bb en la muestra diluida se realizó utilizando un citómetro de Coulter (Modelo ZBi). El porcentaje de células muertas se determinó utilizando la siguiente ecuación:
Porcent. céls muertas = 100 - \left[\frac{Media \ del \ recuento \ de \ células \ en \ el \ suero \ problema}{Media \ del \ recuento \ de \ células \ en \ el \ suero \ negativo} \ X 100 \ \right]
J. Procedimiento de ELISA
1.
Preparación del antígeno de células enteras:
a)
Se hicieron crecer cepas aisladas C-1-11 o S-1-10 de Borrelia burgdorferi en medio de Barbour-Stoenner-Kelly (BSK) hasta la fase logarítmica tardía (aproximadamente 2 x 10^{8} células por mililitro) y se inactivaron con etilenimina binaria.
b)
Las células se lavaron con solución salina estéril (NaCl al 0,85%, pH 7,10 \pm 0,2) tres veces.
c)
El contenido de proteína total se determinó utilizando un kit comercial.
\newpage
2.
Protocolo de la prueba:
a)
Se recubrieron placas de Immulon-3 con antígeno de células enteras de C-1-11 o de S-1-10 (0,3 microgramos de antígeno de células enteras en 100 microlitros de tampón de carbonato para recubrimiento, por pocillo). Las placas se incubaron a 4ºC durante 15 a 17 horas en una cámara húmeda.
b)
Se extrajo el contenido de cada placa (solución con antígeno de células enteras) y se añadió solución de leche en polvo al 5% (p/v) a cada pocillo (400 microlitros por pocillo). Las placas se incubaron a 37°C durante 60 minutos en una cámara húmeda.
c)
Se extrajo el contenido de cada placa (solución de leche en polvo al 5%) y las placas se dejaron secar durante 30 minutos. (En ese momento se almacenaron las placas a 4ºC, o bien se utilizaron inmediatamente).
d)
Las muestras de suero se diluyeron 1:200 en PBS 0,01 M pH 7,2, Tween-20 al 0,05%, y se analizaron por triplicado añadiendo 50 microlitros del suero diluido a cada uno de dos pocillos. También se analizaron muestras de suero testigo positivo y negativo por duplicado en cada placa. Las placas se incubaron a 37ºC durante 60 minutos.
e)
Se extrajo el contenido de cada placa (diluciones de muestras de suero) y las placas se lavaron tres veces con una solución de NaCl al 0,9%, Tween-20 al 0,05%.
f)
Se añadió a cada pocillo conjugado de anticuerpos caprinos, marcados con peroxidasa, contra la IgG canina (cadenas pesadas y ligeras) diluido 1:1500 en PBS 0,01 M pH 7,2, Tween-20 al 0,05% (50 microlitros por pocillo). Las placas se incubaron a 37ºC durante 60 minutos en una cámara húmeda.
g)
Se extrajo el contenido de cada placa (solución de conjugado) y las placas se lavaron como en la etapa 6 anterior.
h)
El sustrato de O-fenilendiamina (30,0 mg) se disolvió en una solución de fosfato de sodio dibásico 0,051 M, ácido cítrico 0,0224 M, peróxido de hidrógeno al 0,012% (74,83 ml) y se añadió a cada pocillo (100 microlitros por pocillo). Se dejó reaccionar al sustrato durante 8 a 10 minutos.
i)
La reacción con sustrato se paró con 50 microlitros por pocillo de ácido sulfúrico 2 N. Se midió la densidad óptica de cada pocillo a 490 nm. La media de los valores de la densidad óptica de los pocillos problema se normalizó frente a los valores de densidad óptica del testigo positivo (es decir: los valores de la media de la densidad óptica de los pocillos problema de una muestra de suero analizada se dividieron por los valores de la media de la densidad óptica del testigo positivo).
K. Signos clínicos
Tras la exposición, todos los perros fueron sometidos a observación para detectar signos clínicos tales como fiebre, letargo, cojera e inapetencia.
L. Análisis estadístico
Los resultados de los cultivos de las biopsias cutáneas se compararon utilizando la prueba exacta de Fisher.
II. Resultados A. Vacunación
No hubo reacciones anómalas a la vacunación.
B. Garrapatas
Se comprobó que las muestras analizadas por FA de garrapatas machos recogidas en Hixton y Ettrick presentaban niveles de infección de 52% y 54%, respectivamente.
C. Prueba del modelo de exposición
Las garrapatas quedaron fijadas en un periodo de entre 1 y 2 horas. Después de 2 días, las garrapatas se hincharon. Tres días después, la mayor parte de los perros se habían desprendido de las garrapatas fijadas, no obstante, se recogieron tres garrapatas hinchadas de uno de los cuatro perros (n.º 450). Las células de Bb fueron cultivadas a partir de la sangre extraída de la hemocele de 1 de las 3 garrapatas, y el intestino medio de la misma garrapata resultó positivo en la prueba de FA para detectar Bb. Las biopsias cutáneas tomadas del sitio de fijación de este perro una semana después de la fijación no resultaron positivas para Bb. De hecho, una semana después de la fijación de la garrapata se recuperaron espiroquetas de las biopsias cutáneas solamente en el caso de un perro (Tabla 11a). En contraposición, dos semanas tras la fijación de la garrapata se recuperaron espiroquetas de las biopsias cutáneas realizadas en el lado opuesto de todos los 4 perros (Tabla 11a). Los perros presentaban espiroquetas en la sangre 2 y 9 semanas tras la fijación de la garrapata (Tabla 11b). Los anticuerpos borrelicidas fueron detectables y aumentaron a las 10 y 11 semanas después de la fijación de la garrapata (Tabla 12a). Se detectaron anticuerpos tanto contra los antígenos de C-1-11 como de S-1-10, determinado por ELISA tras la fijación de la garrapata (Tabla 12b).
TABLA 11a Prueba del modelo de exposición: Células de B. burgdorferi cultivadas a partir de muestras de biopsias cutáneas tomadas en el sitio de fijación de la garrapata una y dos semanas después de la fijación de la garrapata
Cultivos de biopsias cutáneas
Perro n.^{o} Una semana después de la fijación Dos semanas después de la fijación
450 0/5^{a} 3/3
400 4/5 2/4
402 0/5 4/4
R C^{b} 2/2
^{a} Muestras positivas por número de muestras analizadas.
^{b} Contaminado.
TABLA 11b Prueba del modelo de exposición: Células de B. burgdorferi cultivadas a partir de sangre extraída de perros tras la fijación de la garrapata
Cultivos de sangre
Semanas tras la fijación
Perro n.^{o} 1 2 9 10 11 12 13 14
450- - + - - - - - -
400- - + + - - - - -
402- - + - - - - - -
R- - + - - - - - -
+ (Crecimiento)
- (Sin crecimiento)
TABLA 12a Prueba del modelo de exposición: Valores del ensayo de actividad borrelicida (medias \pm d.t. del porcentaje de células muertas en cuatro perros) contra C- 1-11 y S-1-10 tras la fijación de la garrapata
Ensayo de actividad borrelicida Media del porcentaje de células muertas
Semanas tras la fijación^{a}
Cepa aislada 0 1 2 9 10 11
C-1-11 6 \pm 4 6 \pm 4 6 \pm 6 2 \pm 3 14 \pm 10^{b} 21 \pm 9^{b}
S-1-10 2 \pm 2 5 \pm 5 1 \pm 1 7 \pm 13^{b} 13 \pm 17 20 \pm 18b
^{a} Están en curso las pruebas de AB correspondientes a las semanas 12 a 16.
^{b} Las desviaciones típicas resultaron elevadas debido a las respuestas negativas de AB en algunos perros.
TABLA 12b Prueba del modelo de exposición: Anticuerpos detectados contra los antígenos de S-1-10 y C-1-11 medidos por ELISA tras la fijación de la garrapata
ELISA Media de los valores de la densidad óptica
Semanas tras la fijación
Cepa aislada: C-1-11
9 10 11 12 13 14 15 16
Media \pm 0,408 0,392 0,446 0,429 0,464 0,447 0,490 0,455
D.T.^{a} 0,233 0,251 0,261 0,262 0,258 0,262 0,306 0,266
Cepa aislada: S-1-10
Media \pm 0,499 0,374 0,385 0,406 0,414 0,601 0,559 0,573
D.T.^{a} 0,251 0,256 0,226 0,259 0,263 0,365 0,373 0,326
^{a} \begin{minipage}[t]{155mm}Las desviaciones típicas fueron elevadas debido a que un perro presentó respuestas de ELISA uniformemente bajas contra ambos antígenos C-1-11 y S-1-10.\end{minipage}
D. Prueba de la capacidad inmunógena
Se recogieron de una a cuatro garrapatas en todos los perros, excepto en 6 vacunados (los perros habían soltado o desprendido los vendajes en las últimas etapas de la alimentación, con lo que se perdieron las garrapatas que se habían fijado y alimentado). Algunas de las garrapatas recuperadas estaban dañadas o muertas. Se recuperaron garrapatas positivas a Bb de 3 de 19 vacunados y de 3 de 9 testigos (Tabla 13). La existencia de garrapatas positivas a Bb no correlacionaba necesariamente con la infección observada.
Cuatro de nueve (44%) perros no vacunados presentaron biopsias cutáneas positivas (Tabla 4). Todas las biopsias cutáneas realizadas en perros vacunados fueron negativas para Bb, lo que indica una reducción significativa (P = 0,0016, prueba exacta de Fisher) de la infección en el grupo vacunado. En todos los cultivos en los que crecieron espiroquetas, éstas fueron identificadas como Bb por FA. Todos los cultivos propagados por pases a ciegas permanecieron negativos. Ninguna de las biopsias cutáneas realizadas aproximadamente a 15 cm de la zona de fijación de la garrapata en los grupos testigo o con animales vacunados resultó positiva a Bb (Tabla 13).
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(Tabla pasa a página siguiente)
TABLA 13 Prueba de la capacidad inmunógena: Células de B. burgdorferi identificadas por FA en garrapatas recuperadas de perros y cultivadas a partir de biopsias cutáneas realizadas en el sitio de fijación de la garrapata y en otro sitio alejado aproximadamente dos semanas después de la fijación de la garrapata
N.^{o} de garrapatas Sitio de fijación Sitio alejado
pos. por FA por N.^{o} de biop. pos. por N.^{o} de biop. pos. por
Vacunados n.^{o} de analizadas n.^{o} de analizadas n.^{o} de analizadas
KCP NT^{a} 0/4 0/2
PIP 1/2 0/4 0/2
KHP 0/1 0/4 0/2
PGP 0/3 0/4 0/2
OGO NT 0/4 0/2
JAO 0/1 0/4 0/2
HXO 0/4 0/4 0/2
KIP 0/1 0/4 0/2
PDP NT 0/4 0/2
PBP 0/2 0/4 0/2
JIO NT 0/4 0/2
LUP 0/3 0/4 0/2
PZP NT 0/4 0/2
PQP 0/3 0/4 0/2
HZO 1/3 0/4 0/2
OEP 0/1 0/4 0/2
IXP 0/1 0/4 0/2
OWO NT 0/4 0/2
RJP 1/3 0/4 0/2
Perros pos. /n.º de expuestos 0/19 0/19
No vacunados
OIP 2/4 3/3 0/2
LLO 1/4 0/4 0/2
QDP 0/2 0/4 0/2
JXP 0/2 3/4 0/2
OPP 0/2 0/4 0/2
JBO 0/1 1/4 0/2
JCO 0/1 0/4 0/2
IOP 2/2 0/4 0/2
KYO 0/2 2/4 0/2
Perros pos. /n.º de expuestos 4/9 0/9
^{a} NT (No analizado. Las garrapatas estaban dañadas o no se recuperaron garrapatas viables).
La Tabla 14 presenta los resultados de los cultivos de sangre. Uno de nueve animales no vacunados tenía cultivos de sangre positivos a las diluciones 1:10 y 1:100 aproximadamente una semana después de la fijación de las garrapatas (es decir, durante la alimentación). El resto de los cultivos de sangre fueron negativos, excepto en la semana 6 tras la fijación de la garrapata. En ese momento, 9 de 19 animales vacunados y 6 de 9 animales testigo tenían cultivos de sangre positivos a las diluciones 1:100 y 1:1000 (determinado por crecimiento y por FA), pero no a la dilución 1:10 inicial. Como se trataba de un resultado cuestionable, las muestras de sangre se cultivaron de nuevo, y se analizaron por FA la sangre y la dilución 1:10. No hubo crecimiento de espiroquetas en la sangre que se había cultivado de nuevo y no se detectaron espiroquetas en la sangre o en la dilución 1:10 por FA.
TABLA 14 Prueba de la capacidad inmunógena: Células de B. burgdorferi cultivadas a partir de sangre extraída de perros antes y después de la fijación de las garrapatas
Cultivos de sangre
Semanas tras la fijación
Vacunados 0 1 2 4 5 6 7 8 9 10
KCP - - - - - - - - - -
PIP - - - - - - - - - -
KHP - - - - - - - - - -
PGP - - - - - - - - - -
OGO - - - - - - - - - -
JAO - - - - - + - - - -
HXO - - - - - + - - - -
KIP - - - - - - - - - -
PDP - - - - - - - - - -
PBP - - - - - + - - - -
JIO - - - - - + - - - -
LUP - - - - - + - - - -
PZP - - - - - + - - - -
PQP - - - - - - - - - -
HZO - - - - - + - - - -
OEP - - - - - + - - - -
IXP - - - - - + - - - -
OWO - - - - - - - - - -
RJP - - - - - - - - - -
Perros pos. por
n.º de analizados 9/19
No vacunados
OIP - + - - - + - - - -
LLO - - - - - + - - - -
QDP - - - - - + - - - -
JXP - - - - - + - - - -
OPP - - - - - + - - - -
JBO - - - - - - - - - -
JCO - - - - - + - - - -
IOP - - - - - - - - - -
KYO - - - - - - - - - -
Perros pos. por
n.º de analizados 1/9 6/9
^{a} Sangre extraída en el momento del acoplamiento de las garrapatas a los perros.
+ (Crecimiento)
- (Sin crecimiento)
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Las Figuras 4 y 5 ilustran las respuestas de anticuerpos borrelicidas contra las cepas aisladas S-1-10 y C-1-11 tras la vacunación y la fijación de la garrapata. Las muestras de suero de animales vacunados presentaron una potente respuesta de anticuerpos contra S-1-10 y C-1-11 una semana después de la segunda vacunación. Cinco semanas tras la fijación de la garrapata, las respuestas de anticuerpos borrelicidas contra S-1-10 y C-1-11 aumentaron ligeramente en el grupo con animales no vacunados. Sin embargo, 6 semanas tras la fijación de la garrapata se observó una respuesta más intensa de anticuerpos borrelicidas sólo contra la cepa S-1-10 en el grupo no vacunado.
Las muestras de suero analizadas por ELISA también presentaron una potente respuesta de anticuerpos contra los antígenos S-1-10 y C-1-11 una semana después de la segunda vacunación (Figuras 3 y 4). Después, la respuesta de anticuerpos disminuyó lentamente. Se observaron mayores respuestas de anticuerpos en los animales no vacunados en las semanas 8, 9 y 10 (4, 5 y 6 semanas tras la fijación de la garrapata - Figuras 6 y 7).
Ninguno de los perros presentó reacciones adversas a la vacunación, bien inmediatamente, o bien durante los períodos de observación posteriores a las vacunaciones y a la fijación de la garrapata.
Hasta la fecha, ninguno de los perros ha presentado los signos clínicos asociados a la enfermedad de Lyme.
III. Discusión
Todos los perros en el estudio del modelo de exposición resultaron infectados, según se determinó por cultivos de biopsias cutáneas (4 de 4 perros positivos), cultivos de sangre (4 de 4 perros positivos) y pruebas serológicas (todos los perros, excepto el perro n.º 450, presentaron seroconversión, determinada por AB o por ELISA). Los perros se encuentran en la actualidad en observación para detectar signos clínicos. Las garrapatas utilizadas para infectar estos perros fueron utilizadas también para infectar los perros de la prueba de la capacidad inmunógena.
Las garrapatas infectaron 4 de 9 animales no vacunados y ninguno de los 19 animales vacunados, lo que indicaba una reducción significativa (P = 0,0016, prueba exacta de Fisher) de la infección y correlacionaba con la presencia de anticuerpo borrelicida. Hubo una reducción significativa (P=0,0422, prueba exacta de Fisher) de la infección en el grupo vacunado cuando se evaluaron de forma conjunta la infección de las biopsias cutáneas y la presencia de espiroquetas en sangre.
Los animales vacunados para la prueba de la capacidad inmunógena presentaban potentes respuestas de anticuerpos borrelicidas contra ambas cepas aisladas de la vacuna en el momento de la fijación de la garrapata. Tras la fijación de la garrapata, las respuestas de anticuerpos medidas por AB disminuyeron en el grupo vacunado para ambas cepas aisladas. En contraposición, los anticuerpos borrelicidas contra S-1-10 aumentaron en el grupo no vacunado. Este aumento reflejaba las infecciones observadas en este grupo. Un aumento en el grupo no vacunado dirigido contra ambos antígenos C-1-11 y S-1-10 fue determinado por ELISA. Éstas observaciones corroboran las citadas anteriormente (Lovrich, S. D. et al. (1993) Infect. and Immun. [En prensa]) en el sentido de que el ensayo de actividad borrelicida distingue entre las cepas aisladas de diferentes grupos seroprotectores, mientras los ensayos de ELISA no son capaces de hacer tal distinción. Los datos indican que las células de Borrelia que portan las garrapatas probablemente pueden clasificarse en el mismo grupo seroprotector al que pertenece S-1-10. Sin embargo, la media de las respuestas de AB aumentó contra ambas cepas aisladas en la prueba del modelo de exposición tras la fijación de la garrapata. Es posible que el conjunto de las garrapatas estuviesen infectadas con alguna de las cepas aisladas de alguno de los grupos seropositivos, con ambos grupos, o quizá con otros grupos seroprotectores.
Las bacterias cultivadas en medio rico en proteínas e incorporadas en bacterinas de varios componentes son capaces de producir reacciones adversas (edema, tumefacción, inflamación, letargo, hipersensibilidad) originadas por la interacción entre el animal, la vacuna y el medio ambiente. En el presente estudio no se observaron reacciones anómalas en ninguno de los animales vacunados después de cada vacunación con una bacterina que contenía 2 cepas aisladas de Bb.
IV. Conclusión
Las garrapatas utilizadas en estos estudios fueron capaces de infectar a perros con B. burgdorferi.
La vacuna generó elevados niveles de anticuerpos borrelicidas, fue eficaz frente a la exposición natural a garrapatas y resultó segura.
Ejemplo 14 Prueba de la capacidad inmunógena y estudio de la duración de la inmunidad. I. Materiales y métodos A. Animales
En este estudio se utilizaron sabuesos procedentes de la colonia ubicada en Solvay Animal Health, Inc., Charles City, Iowa. Los perros tenían 12 a 24 semanas de edad en el momento de la vacunación (Tabla 15) y eran seronegativos (< 1:20) a B. burgdorferi según se determinó por ELISA de células enteras.
TABLA 15 Perros utilizados en el estudio
Perro n.º Sexo Fecha de nacimiento Edad (semanas) en la primera vac.
Vacunados
558 H 5-10-92 18
560 H 5-06-92 20
562 H 5-11-92 20
564 H 5-11-92 20
566 H 5-11-92 20
568 H 5-11-92 20
570 H 5-25-92 18
574 H 5-25-92 18
580 H 5-26-92 16
582 H 5-26-92 16
584 H 6-19-92 12
586 H 6-19-92 12
609 M 4-14-92 24
615 M 4-14-92 24
617 M 4-22-92 20
627 M 4-22-92 22
639 M 5-06-92 18
641 M 5-06-92 18
643 M 5-06-92 18
647 M 5-11-92 18
No vacunados
554 H 4-22-92 22
556 H 5-10-92 20
598 H 8-12-92 4
608 H 8-12-92 4
610 H 8-17-92 4
612 H 8-17-92 4
651 M 5-25-92 18
655 M 5-26-92 18
661 M 7-10-92 11
663 M 7-14-92 11
665 M 7-14-92 11
669 M 8-12-92 4
671 M 8-12-92 4
673 M 8-12-92 4
677 M 8-12-92 4
B. Preparación de la bacterina
La bacterina se preparó con los serotipos S-1-10 y C-1-11 de B. burgdorferi tras ocho pases de propagación a partir del cultivo madre original para siembra, como se ha descrito anteriormente. La bacterina se formuló de modo que contuviese 5 x 10^{8} células de cada serotipo por cada dosis de un mililitro, y como adyuvante se empleó hidróxido de aluminio (Rehydragel HPA, Reheis Chemical Co., Berkeley Hts., Nueva Jersey) a una concentración de 1,5 mg de óxido de aluminio por cada dosis de un mililitro. La vacuna se conservó a 4ºC hasta el momento de su utilización.
C. Vacunación
Se vacunaron veinte perros por vía intramuscular en la zona inferior del muslo empleando dos dosis de 1,0 ml separadas por un intervalo de tres semanas. La primera dosis se administró a las 12 a 24 semanas de edad. La segunda dosis se administró tres semanas después de la primera dosis. Los perros se sometieron a observación para detectar reacciones anómalas; se registraron las temperaturas y se sometieron a palpación los sitios de la inyección diariamente durante una semana después de cada vacunación. Un grupo de quince perros no vacunados sirvieron como testigos.
D. Pruebas serológicas
Se extrajo sangre antes y después de la vacunación, y a intervalos tras la exposición. Se analizó el suero para detectar anticuerpos contra B. burgdorferi empleando un ensayo de anticuerpos borrelicidas, ELISA de células enteras y ELISA de OspA, así como inmunoelectrotransferencia.
E. ELISA de células enteras
La respuesta de anticuerpos contra los antígenos superficiales de B. burgdorferi se determinó empleando una modificación de una prueba de ELISA de células enteras utilizada en el Laboratorio Regional de Sanidad Animal, Baron, WI. Los cultivos de la fase logarítmica tardía de ambas cepas C-1-11 y S-1-10 fueron inactivados con etilenimina binaria (BEI). Tras la neutralización de la BEI con tiosulfato de sodio, las células se lavaron por centrifugación tres veces con solución salina estéril. El contenido de proteínas totales de los microorganismos inactivados se determinó utilizando el ensayo de proteínas con ácido bicinconínico (BCA) (Pierce Co., Rockford, IL). Se recubrieron los pocillos de las placas de Immunol-3 (Dynatech Laboratories, Inc., Chantilly, VA) con antígenos de células enteras a un nivel de 0,3 \mug en 100 \mul de tampón de recubrimiento de carbonato de sodio. Las placas se incubaron en una cámara húmeda a 4ºC durante 15 a 17 horas. Tras la incubación, se desechó el contenido de la placa y los pocillos se llenaron con PBS que contenía leche desnatada en polvo (NFDM) al 5% y se incubaron en una cámara húmeda durante 60 minutos a 37ºC. Los pocillos se vaciaron y se añadieron 50 \mul de suero problema diluido en PBS que contenía Tween-20 al 0,05% (PBSTW) a pocillos duplicados, y se incubaron en una cámara húmeda durante 60 minutos a 37ºC. En cada placa se incluyó suero testigo de perros positivo y negativo. Las placas se lavaron tres veces con solución salina que contenía Tween-20 al 0,05%, y se añadieron partes alícuotas de 50 \mul por pocillo de anticuerpos caprinos contra la IgG canina marcados con peroxidasa (Kirkegaard & Perry Laboratories, Inc., Gaithersburg, MD) y diluidos 1:1500 en PBS-TW. Las placas se incubaron en una cámara húmeda durante 60 minutos a 37ºC y se lavaron tres veces con PBS-TW. El sustrato se preparó disolviendo 30,0 mg de O-fenilendiamina en una solución de fosfato de sodio dibásico 0,051 M, ácido cítrico 0,024 M, peróxido de hidrógeno al 0,012%, y se añadieron partes alícuotas de 100 \mul a cada pocillo. La reacción se paró con 50 \mul por pocillo de ácido sulfúrico 2 N, y se determinó la densidad óptica de cada pocillo a 490 nm en un lector de ELISA. El título se definió como el recíproco de la última dilución que proporcionó una densidad óptica del 30% de la máxima densidad óptica.
E. ELISA de Osp A
Se recubrieron los pocillos de una placa de microvaloración de 96 pocillos con 50 ng de OspA recombinante y se incubaron durante toda la noche a 4ºC. Después del recubrimiento los pocillos se trataron con NFDM al 5% en PBS durante 30 minutos a 37ºC. Los pocillos se lavaron tres veces con PBS-TW y se añadieron a los pocillos 50 \mul de diluciones dobles de suero de perro. Las placas se incubaron a 37ºC durante una hora. Los pocillos se lavaron con PBS-TW y se añadieron a los pocillos 50 \mul de anticuerpos caprinos, marcados con HRP, contra la IgG canina (Kirkegaard & Perry Laboratories, Inc., Gaithersburg, MD). Tras incubar durante una hora a 37ºC, los anticuerpos unidos se detectaron añadiendo el sustrato ABTS (Kirkegaard & Perry Laboratories, Inc., Gaithersburg, MD). La densidad óptica de cada pocillo se determinó a 405 nm en un lector de ELISA. El título se definió como el recíproco de la última dilución que proporcionó una densidad óptica del 30% de la máxima densidad óptica.
F. Inmunoelectrotransferencia
Los cultivos de B. burgdorferi en la fase logarítmica media a tardía se recogieron por centrifugación a 15000 x g, 4ºC, 30 minutos, y se lavaron tres veces por centrifugación con solución salina estéril. Una suspensión de aproximadamente 1 x 10^{8} células se hirvió en tampón para muestras de electroforesis durante nueve minutos y se sometió a electroforesis en un gel de poliacrilamida-SDS al 10% (Laemmli, E. K. (1970) Nature 227: 680-685). Las proteínas fueron electrotransferidas a una membrana Immobilon™ de PVDF (Millipore Corp., Bedford, MA) empleando una modificación del procedimiento descrito por Towbin (Towbin, H. et al. (1979) Proc. Natl. Acad. Sci. 76: 4350-4354). La membrana de PVDF se incubó durante 90 minutos a 22ºC en Tris 20 mM, NaCl 150 mM, pH 7,2 (TBS) con NFDM al 5%. Las tiras se incubaron con suero de perro o con anticuerpo monoclonal contra OspA diluido 1:75 en el tampón de bloqueo durante 60 minutos a 22ºC. Después se lavaron las tiras dos veces en TBS que contenía Triton X-100 al 0,2%, y una vez en TBS. El anticuerpo unido se detectó añadiendo anticuerpos, marcados con peroxidasa de rábano, contra la IgG canina o contra la IgG murina (Kirkegaard & Perry Laboratories Inc., Gaithersburg, MD). Las bandas de proteína se visualizaron con un sistema de sustrato TMB para peroxidasa en membranas (Kirkegaard & Perry Laboratories, Inc., Gaithersburg, MD).
G. Detección de anticuerpos borrelicidas por citometría de flujo
El ensayo de actividad borrelicida se llevó a cabo utilizando una modificación de los procedimientos descritos anteriormente (Lim, L.C. et al., (1993) Clin. Diag. Lab. Immunol. (en prensa; Sachsenmeirer, K. F. et al. (1992) J. Clin. Microbiol. 30: 1457-1461). Brevemente, los cultivos de 72 horas en fase logarítmica media de las cepas aisladas C-1-11 y S-1-10 de B. burgdorferi en medio de Barbour-Stoenner-Kelly (BSK) modificado se cuantificaron en una cámara de Petroff-Hauser y se diluyeron hasta contener 1 X 10^{6} células/ml de medio de BSK. Se mezclaron partes alícuotas de 100 \mul de suero diluido, termoinactivado, con 100 \mul de cada suspensión de B. burgdorferi, y se añadieron 10 \mul de complemento de suero de cobaya (210 unidades CH_{50}; GIBCO Laboratories, Grand Island, NY). La suspensión se mezcló suavemente y se incubó a 32ºC durante 16 hasta 24 horas. Tras la incubación de los tubos de reacción, se diluyeron 100 \mul de la mezcla de reacción con solución salina tamponada con fosfato (PBS) que contenía naranja de acridina 5,4 X 10^{-9} M. La detección de la actividad borrelicida se llevó a cabo utilizando una modificación de los procedimientos descritos anteriormente (Callister, S. M. et al., (1992) J. Infec. Dis. 167: 158-164). La muerte celular provocada por los anticuerpos borrelicidas causa la aparición de protuberancias en las paredes celulares de B. burgdorferi, con lo que se absorben mayores concentraciones de naranja de acridina en las células y en las paredes celulares dañadas. Por consiguiente, los microorganismos muertos de B. burgdorferi fluorecen de modo mucho más intenso que las espiroquetas vivas normales. Un aumento en la intensidad de la fluorescencia de \geq 16% en comparación con los microorganismos expuestos a suero normal de perro se consideró una prueba positiva de la actividad borrelicida. El título de punto final se expresó como el recíproco de la última dilución a la que se observó un aumento
de \geq 16% en la intensidad de la fluorescencia. Los perros con un título de < 1:20 fueron considerados negativos.
H. Exposición de los perros a garrapatas infectadas con B. burgdorferi
Se recogió un total de 631 garrapatas machos y 732 garrapatas hembras de I. scapularis de una zona cercana a Ettrick, Wisconsin, en la que la enfermedad de Lyme es endémica. Para determinar la tasa global de infección de las garrapatas por B. burgdorferi, se examinaron los intestinos medios de 50 garrapatas machos de I. scapularis mediante una prueba de inmunofluorescencia (FA) utilizando el anticuerpo monoclonal contra la Osp A proporcionado por el Dr. A. G. Barbour. A los siete meses después de la segunda vacunación, los perros fueron sometidos a exposición con 10 garrapatas hembras y 6 garrapatas machos. Las garrapatas hembras son las únicas garrapatas adultas que transmiten la enfermedad. Las garrapatas machos son necesarias para la alimentación adecuada de las garrapatas hembras. Para cada perro se seleccionaron al azar cinco garrapatas hembras y tres garrapatas machos a partir del conjunto de garrapatas, y se colocaron en dos placas de Petri pequeñas que se fijaron a un área afeitada de la zona torácica dorsal izquierda anterior de cada perro. Se dejó que las garrapatas se alimentasen durante una semana. Durante este tiempo las garrapatas fueron sometidas a observación a intervalos de dos días. Una semana después de la fijación se recuperaron las garrapatas y se examinaron los intestinos medios para detectar la presencia de B. burgdorferi mediante FA empleando el anticuerpo monoclonal contra B. burgdorferi.
I. Observación de los perros para detectar signos clínicos de la enfermedad de Lyme
Los perros fueron sometidos a observación diariamente después de la exposición para detectar signos clínicos asociados a la enfermedad de Lyme. El síntoma empleado como indicador principal del curso clínico de la enfermedad de Lyme fue la cojera. La cojera se definió como la renuencia a cargar el peso en la extremidad afectada, con o sin tumefacción y aumento de la temperatura en la articulación afectada, patas rígidas, y migración de la cojera de una articulación a otra o de una extremidad a otra. Los perros también fueron sometidos a observación para detectar letargo y fiebre.
J. Aislamiento de B. burgdorferi de los perros tras la exposición
Se intentó aislar B. burgdorferi de la piel, sangre, articulaciones y órganos de los perros. Se realizaron biopsias cutáneas de perros anestesiados a los dieciocho a diecinueve días tras la fijación de la garrapata y en el momento de la autopsia. Se realizaron biopsias cutáneas en el sitio de fijación de la garrapata y, en algunos perros, se realizaron biopsias cutáneas en sitios alejados del sitio de la picadura de la garrapata. Los sitios alejados estaban ubicados en posición ventral al sitio de la picadura de la garrapata, posterior al sitio de la picadura de la garrapata, y en el lado derecho de la zona torácica dorsal anterior situada en el lado opuesto del perro. Los sitios en los que se iban a realizar biopsias cutáneas fueron afeitados, lavados con solución Solvahex™ para lavado quirúrgico, y aclarados a fondo con agua estéril para eliminar los restos de desinfectante. Se practicó una incisión elíptica a través de las capas dérmica y subcutánea de la piel. Se colocó aproximadamente un gramo de piel en nueve mililitros de medio de BSK que contenía agarosa al 0,15% y 40 \mug de rifampicina/ml. La muestra de la biopsia fue homogeneizada y se prepararon dos diluciones adicionales de 10 veces de homogeneizado en nueve mililitros de blancos de medio de BSK. Los cultivos se incubaron a 32ºC durante seis semanas y después se examinaron por microscopía a intervalos semanales para detectar el crecimiento de las espiroquetas. En el caso de los cultivos que presentaban crecimiento de espiroquetas se confirmó que el germen era Bb mediante FA, empleando un anticuerpo monoclonal contra B. burgdorferi. Después de seis semanas de incubación los cultivos negativos fueron subcultivados en medio de BSK recién preparado inoculando un mililitro del cultivo negativo en nueve mililitros de medio de BSK recién preparado. Estos cultivos se incubaron a 32ºC durante otras seis semanas y se examinaron como se ha descrito anteriormente. Los cultivos que resultaron negativos para el crecimiento de espiroquetas fueron desechados.
Se homogeneizaron por separado el corazón entero, el bazo, los riñones y la vejiga en 50 ml de BSK que contenía agarosa y rifampicina empleando un aparato Stomacher (Seward Medical, Londres, Inglaterra). Se vertió una muestra de 50 ml y se diluyó 10^{-1} y 10^{-2} en medio de BSK. La muestra de 50 ml y las diluciones se incubaron durante seis semanas a 32ºC, se sometió a observación y se confirmó que el germen era B. burgdorferi como se ha descrito.
Una muestra de dos a tres mililitros de líquido cefalorraquídeo se añadió a nueve mililitros de medio de BSK y se preparó otra dilución 1:10 en el mismo medio, se incubó y se sometió a observación como se ha descrito.
Se extrajo tejido de las articulaciones del codo, el carpo, la rodilla, y el tarso. Se añadió el tejido de cada articulación a nueve mililitros de medio de BSK que contenía agarosa y rifampicina. Se preparó otra dilución 1:10 en el mismo medio y los cultivos se incubaron y se sometieron a observación como se ha descrito.
K. Cultivos de sangre
Se recogieron muestras de sangre heparinizada para el aislamiento de B. burgdorferi en el momento de la exposición, a intervalos semanales tras la exposición y en el momento de la autopsia. La sangre de cada perro se diluyó 10^{-1}, 10^{-2} y 10^{-3} en medio de BSK. Los cultivos se incubaron a 32ºC durante seis semanas y se examinaron semanalmente para detectar el crecimiento de B. burgdorferi como se ha descrito.
L. Ánalisis estadístico
Las diferencias significativas se compararon por análisis de la ji cuadrado de Pearson.
II. Resultados A. Vacunación
Los perros fueron vacunados con dos dosis de vacuna separadas por un intervalo de tres semanas. Después de la primera vacunación, 14 de 20 perros presentaron una fiebre ligera de 0,83ºC (1,5ºF) por encima de las temperaturas iniciales (Tabla 16). Las temperaturas se mantuvieron en la mayoría de estos perros durante sólo tres días. Se registraron temperaturas ligeramente elevadas en los perros 566 y 568 durante siete días después de la vacunación. Se observó un sitio de vacunación tumefacto en el perro 560, que se mantuvo durante 4 días y después desapareció. Después de la segunda vacunación, 13 de 20 perros presentaron fiebre ligera de 0,83°C (1,5ºF) por encima de la temperatura inicial, que se mantuvo durante tres o cuatro días (Tabla 17). El perro 615 presentó temperaturas elevadas que duraron ocho días. Los perros no presentaron ninguna otra reacción posterior a la vacunación, y tampoco se observaron reacciones de hipersensibilidad o de anafilaxia.
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1
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2
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B. Respuesta de anticuerpos contra antígenos de células enteras de B. burgdorferi
Se utilizó una prueba de ELISA que empleaba células enteras de B. burgdorferi para demostrar la respuesta serológica de perros vacunados y expuestos a antígenos de la superficie de B. burgdorferi. Antes de la vacunación todos los perros eran seronegativos. A las tres semanas después de la segunda vacunación la media geométrica del título (MGT) fue 1.236 contra la cepa S-1-10 y 816 contra la cepa C-1-11 (Tabla 18). Seis meses después, en el momento de la exposición, los títulos de anticuerpos en los animales vacunados habían disminuido hasta 343 y 234 para S-1-10 y C-1-11, respectivamente. Los títulos de anticuerpos contra ambas cepas permanecieron esencialmente invariables en los animales vacunados tras la exposición a garrapatas infectadas. Lo perros testigo no vacunados fueron seronegativos durante todo el período anterior a la exposición. Tras la exposición, todos los perros testigo fueron seropositivos tanto para S- 1-10 como para C-1-11. Las MGT en los perros testigo fueron 1167 y 1404 contra S-1-10 y C-1-11, respectivamente, y resultaron cuatro a cinco veces mayores que los títulos de los perros vacunados tras la exposición. Sin embargo, los títulos de anticuerpos contra ambas cepas en el perro n.º 669 fueron 8 a 16 veces menores que las MGT de los perros testigo.
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3
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4
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C. Inmunoelectrotransferencia
Se analizaron sueros de perros vacunados y de perros testigo no vacunados antes y después de la exposición, para determinar la reactividad del anticuerpo con antígenos específicos de B. burgdorferi. Todos los perros eran seronegativos antes de la vacunación. A los siete meses después de la segunda vacunación, el suero de perros vacunados contenía anticuerpos que reaccionaban principalmente contra la proteína Osp A (31 kilodaltons) y contra una proteína de 34 kilodaltons que correspondía al peso molecular descrito para Osp B (Figuras 1 a 4). Los anticuerpos presentaban casi el mismo grado de reacción a estas proteínas procedentes de las cepas S-1-10 y C-1-11. Sin embargo, las diferencias en la pauta de tinción y en la movilidad relativa de las proteínas indicaban la existencia de claras diferencias entre las proteínas de las dos cepas. Se detectaron anticuerpos contra otros proteínas de B. burgdorferi tales como flagelina (41 kilodaltons) y contra proteínas de mayor peso molecular en el suero de algunos animales vacunados. Tras la exposición a garrapatas apenas hubo cambios en el perfil de la inmunotransferencia de los perros vacunados. Los anticuerpos de los perros vacunados reaccionaron principalmente contra las proteínas Osp A y Osp B. El perfil de anticuerpos en inmunotransferencia obtenido en los perros testigo no vacunados tras la exposición a garrapatas fue diferente al perfil de inmunotransferencia de los perros vacunados. Los testigos no vacunados eran seronegativos antes de la exposición (Figura 5). Tras la exposición, los animales no vacunados produjeron anticuerpos contra la proteína flagelina de 41 kilodaltons y contra una proteína de 39 kilodaltons, así como contra proteínas de B. burgdorferi de mayor peso molecular (Figura 6). Apenas se detectaron anticuerpos contra Osp A y Osp B en el suero de los perros testigo tras la exposición a garrapatas. Los estudios han demostrado que los animales no vacunados producen cantidades muy bajas de anticuerpos contra OspA y OspB tras la exposición a garrapatas infectadas con B. burgdorferi (Appel, et al.(1993); Burgdorfer, et al. (1982); Roelerig, et al. (1992); Schaible U.E. et al., (1993) Immunol. Let. 36: 219-226).
D. ELISA de OspA
Se utilizó Osp A recombinante en una prueba de ELISA para determinar la respuesta de anticuerpos contra uno de los principales antígenos protectores en perros tras la vacunación con la bacterina. Los perros vacunados generaron títulos de anticuerpos contra OspA en el intervalo de 320 a 2560 después de la segunda vacunación (Tabla 19). La MGT contra OspA fue 640 después de la vacunación y 279 antes de la exposición. No se detectaron anticuerpos contra OspA en los perros testigo no vacunados a las ocho semanas tras la exposición a garrapatas.
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TABLA 19 Respuesta de anticuerpos en ELISA contra Osp A
Título de anticuerpos en ELISA contra Osp A recombinante^{a}
Perro n.º Antes de la vacunación Después de la vacunación^{b} Antes de la exposición
Vacunados
574 NEG^{c} 640 160
586 NEG 320 160
615 NEG 640 320
627 NEG 2560 320
639 NEG 640 320
558 NEG 320 160
560 NEG 1280 320
562 NEG 640 320
564 NEG 640 320
566 NEG 1280 640
568 NEG 320 320
570 NEG 1280 320
580 NEG 320 320
582 NEG 320 160
584 NEG 640 80
609 NEG 640 320
617 NEG 320 320
641 NEG 640 320
643 NEG 1280 640
647 NEG 640 320
GMT^{d} NEG 640 279
TABLA 19 (continuación)
Título de anticuerpos en ELISA contra Osp A recombinante^{a}
Perro n.º Antes de la vacunación Después de la vacunación^{b} Antes de la exposición
No vacunados
598 NEG NEG NEG
655 NEG NEG NEG
663 NEG NEG NEG
669 NEG NEG NEG
677 NEG NEG NEG
610 NEG NEG NEG
612 NEG NEG NEG
651 NEG NEG NEG
661 NEG NEG NEG
671 NEG NEG NEG
673 NEG NEG NEG
554 NEG NEG NEG
556 NEG NEG NEG
608 NEG NEG NEG
665 NEG NEG NEG
MGT NEG NEG NEG
^{a} Anticuerpos contra la proteína Osp A recombinante unidos a los pocillos de la placa.
^{b} Tres semanas después de la segunda vacunación.
^{c} Negativo - corresponde a un título < 1:20.
^{d} Media geométrica del título.
E. Respuesta de anticuerpos borrelicidas
La actividad funcional de los anticuerpos generados contra B. burgdorferi como consecuencia de la vacunación con la bacterina fue medida con el ensayo de anticuerpos borrelicidas. La presencia de anticuerpos borrelicidas se demostró mediante la inhibición del crecimiento de B. burgdorferi debida a la lisis del microorganismo mediada por los anticuerpos. Los perros vacunados generaron elevados títulos de anticuerpos borrelicidas contra S-1-10 y C-1-11 (Tabla 20). La MGT de la actividad borrelicida fue 520 frente a la cepa S-1-10 y 1.076 frente a la cepa C-1- 11. De forma similar al caso de la respuesta de anticuerpos contra células enteras y contra OspA, los títulos de anticuerpos borrelicidas disminuyeron desde la segunda vacunación hasta el momento de la exposición. En el momento de la exposición, siete meses después de la segunda vacunación, se detectaron títulos de anticuerpos borrelicidas de 113 y 279 para S-1- 10 y C-1-11, respectivamente, en los animales vacunados. Los perros vacunados también generaron anticuerpos borrelicidas contra una cepa diferente de B. burgdorferi en el mismo grupo seropositivo que S-1-10 (Tabla 21). No se detectaron anticuerpos borrelicidas en ninguno de los perros testigo no vacunados antes o después de la exposición (datos no presentados). La ausencia de anticuerpos borrelicidas en perros testigo tras la exposición es similar a los resultados que mostraron la falta de detección de anticuerpos contra OspA mediante ELISA de OspA e inmunoelectrotransferencia en perros testigo tras la exposición.
5
6
TABLA 21 Respuesta de anticuerpos borrelicidas contra cepas aisladas homólogas y heterólogas de B. burgdorferi
Antes de la exposición
Perro n.º C-1-11 S-1-10 297^{a}
Vacunados
574 320 20 16
586 80 160 32
615 320 80 16
627 320 160 64
639 320 320 64
558 320 80 32
560 160 160 32
562 320 160 64
564 320 160 64
566 320 80 64
568 640 160 128
570 320 160 32
580 320 160 128
582 320 80 16
584 80 80 16
609 160 320 128
617 320 160 128
641 320 40 32
643 640 320 256
647 320 20 16
GMT^{b} 279 113 66
No vacunados
598 NEG^{c} NEG NEG
655 NEG NEG NEG
663 NEG NEG NEG
669 NEG NEG NEG
677 NEG NDd NEG
610 NEG NEG NEG
612 NEG NEG NEG
651 NEG NEG NEG
661 NEG NEG NEG
671 NEG NEG NEG
673 NEG ND NEG
554 NEG NEG NEG
556 NEG NEG NEG
608 NEG NEG NEG
665 NEG NEG NEG
^{a} Cepa aislada de líquido cefalorraquídeo humano de Connecticut.
^{b} Media geométrica del título.
^{c} \begin{minipage}[t]{155mm}Negativo - corresponde a un título < 1:20 para las cepas aisladas C-1-11 y S-1-10, y < 1:16 para la cepa aislada 297.\end{minipage}
^{d} No realizado.
F. Exposición de los perros a garrapatas infectadas con B. burgdorferi
Se recogió un total de 1.363 garrapatas de I. scapularis (732 hembras y 631 machos) en las cercanías de la zona de Ettrick, WI. Se comprobó que la tasa de infección por B. burgdorferi en las garrapatas era 44%, determinada por análisis de FA de los intestinos medios de garrapatas machos. Esta tasa de infección es similar a la tasa de infección de 47% descrita por Lacombe y colaboradores (Lacombe, E, et al., (1993) J. Infect. Dis. 167: 1236-1238). Se realizaron cálculos para determinar la probabilidad de que cada perro recibiese por lo menos una garrapata en el momento de la exposición. Los resultados demuestran que hubo una probabilidad de 99,4% de que el último de los 35 perros expuestos recibiese por lo menos una garrapata infectada (Tabla 22). En el momento de la exposición, se colocaron 10 garrapatas hembras y 6 garrapatas machos en cada perro, y se permitió que se alimentasen durante una semana. En general, las garrapatas se fijaban en el plazo de 24 horas y la mayoría de las garrapatas se alimentaban hasta hincharse completamente o casi completamente durante el período de exposición de una semana. Las garrapatas que se habían desprendido del perro se mantuvieron en la placa. Al final del período de fijación de la garrapata de una semana, se analizaron las garrapatas recuperadas mediante FA para detectar la presencia de B. burgdorferi. Las garrapatas fueron recuperadas de 18 a 20 animales vacunados, y se recuperó por lo menos una garrapata infectada con B. burgdorferi de 8 de los 18 (44%) animales. Se recuperaron garrapatas en 14 a 15 perros no vacunados, y 12 de 14 (86%) resultaron positivos para B. burgdorferi. Fikrig ha descrito (15) asimismo que se recuperan menos garrapatas infectadas de animales vacunados que de animales no vacunados (Fikrig, E. et al. (1992) P.N.A.S. 89: 5418-5421).
G. Recuperación de B. burgdorferi a partir de muestras de biopsias cutáneas
Se ha utilizado el aislamiento de B. burgdorferi de la piel de animales como indicador de la infección por B. burgdorferi. Por consiguiente, se realizaron biopsias cutáneas de perros anestesiados a los 18 días tras la exposición a garrapatas, para comprobar la infección con garrapatas infectadas con B. burgdorferi. Se aisló B. burgdorferi de la piel de 1 de 20 (5%) de los perros vacunados, en comparación con 14 a 15 (93%) de los testigos no vacunados (Tabla 23).
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7
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En la Tabla 22, el número teórico de garrapatas infectadas colocadas en los perros se basó en la tasa de infección actual. Por ejemplo, 322/732, o 44%, de las garrapatas estaban teóricamente infectadas. Por tanto, 40% de 10 garrapatas analizadas indica un máximo de 5 garrapatas infectadas, en el peor de los casos, con la probabilidad de no contar con suficientes garrapatas infectadas para algunos de los últimos perros del estudio. Este número se utilizó para valorar las nuevas tasas de infección de la población para el siguiente perro.
En el cálculo de la probabilidad de tener por lo menos 1 garrapata infectada, se sumaron 10 probabilidades (1 garrapata, 2 garrapatas, 3 garrapatas, 4 garrapatas, ... y 10 garrapatas) sobre la base de la población actual de garrapatas infectadas, garrapatas totales, y garrapatas totales restantes. Como recurso matemático se utilizó una distribución hipergeométrica para determinar la probabilidad de tener 1 garrapata infectada de una muestra de 10 tomada de una población de 732 garrapatas con 322 garrapatas infectadas. Para obtener por lo menos 1 garrapata infectada, se calcularon y se sumaron las probabilidades de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 y 10 garrapatas.
TABLA 23 Caracterización de la infección en animales vacunados y no vacunados tras la exposición a garrapatas infectadas con B. burgdorferi
Perro n.º Biopsia cutánea^{a} Fecha en la que Patas afectadas Letargo y fiebre
se observó la cojera
Vacunados
574 - - - -
586 + - - -
615 - Jul. 2 -
627 - Sept. 1 -
639 - - - -
558 - - - -
560 - - - -
562 - - - -
564 - - - -
566 - - - -
568 - - - -
570 - - - -
580 - - - -
582 - - - -
584 - - - -
609 - - - -
617 - - - -
641 - - - -
643 - - - -
647 - - -
No vacunados
598 + Jul. 4 L
655 + Sept. 1 -
663 + - - -
669 - - - -
677 + - - -
610 + Jun. 3 L, F
612 + Oct. 1 F
651 + Jun. 1 F
661 + Sept. 1 L, F
671 + Oct. 1 F
673 + Sept. 1 F
554 + - - -
556 + - - -
608 + Nov. 1 L, F
665 + Nov. 1 F
^{a} \begin{minipage}[t]{155mm}Biopsias cutáneas realizadas en los sitios de picadura de la garrapata dos semanas después de la fijación de la garrapata.\end{minipage}
H. Aparición de cojera en perros tras la exposición
El principal signo clínico de la enfermedad de Lyme en perros es la cojera. Se valoró la protección de los perros contra la enfermedad de Lyme como una reducción significativa en el número de perros cojos entre los animales vacunados y los testigos. Hasta el momento, los perros han sido sometidos a observación diaria para detectar cojera durante siete meses tras la exposición a garrapatas. El número de los perros que han presentado cojera y los signos clínicos asociados se muestran en la Tabla 23. Se observó cojera en dos perros vacunados. Uno de los animales vacunados tenía una extremidad afectada, mientras que el otro animal vacunado tenía dos extremidades afectadas. Diez testigos no vacunados presentaron cojera, y los signos asociados de letargo y/o fiebre se manifestaron en 9 de los 10 perros. El perro testigo tenía tres extremidades afectadas. La cojera fue más pronunciada en los perros no vacunados, en el sentido de que los perros eran más renuentes a cargar peso en la extremidad afectada. En la mayoría de los perros no vacunados las articulaciones afectadas aparecían tumefactas y calientes al tacto.
La observación temporal de la cojera en los perros tras la exposición se presenta en la Tabla 24. Se observó cojera por primera vez en perros aproximadamente dos meses después de la exposición a garrapatas. En ese momento, un perro vacunado y dos perros testigo presentaban cojera. A comienzos de septiembre, cuatro meses después de la exposición, se había observado cojera en otro perro vacunado y en otros cuatro perros testigo. Dado que no se sabía si alguno del resto de los perros iba a presentar cojera, se decidió hacer la autopsia a cinco animales vacunados y a cinco animales no vacunados para determinar si podía aislarse B. burgdorferi de los perros. La recuperación de la espiroqueta de los perros que no habían presentado cojera indicaría la supervivencia del microorganismo en los perros, aunque no presentasen signos clínicos. Dos de los cinco perros en cada grupo habían presentado cojera y tres perros en cada grupo habían permanecido normales. Debido a que se habían retirado tres perros de la población de cada grupo de prueba, el número de los perros en los grupos con animales vacunados y en el grupo testigo con animales no vacunados se redujo a 17 y 12, respectivamente. A los siete meses después de la exposición a garrapatas, se observó cojera en un total de 2 de 17 (12%) animales vacunados y 10 de 12 (83%) testigos no vacunados. De aquí se deduce una puntuación del índice de protección de 85,6%, que representa una reducción significativa (p \leq 0,01) en la enfermedad clínica entre animales vacunados y testigos. En la Figura 14 se muestra un resumen del porcentaje de perros que presentaron cojera tras la exposición.
Se intentó hacer la autopsia de los perros cojos en el plazo de tres a cuatro días del episodio de cojera, con el objeto de aislar B. burgdorferi de la piel, articulaciones y órganos de los perros (Tabla 25). No se aisló B. burgdorferi de la piel, articulaciones u órganos de ninguno de los dos perros vacunados cojos, pero se aisló el microorganismo de la piel y la articulación del perro vacunado sin cojera que resultó inicialmente positivo en la biopsia cutánea. En contraposición, se aisló B. burgdorferi de las muestras de biopsia cutánea, tomadas en el momento de la autopsia a partir del sitio de la picadura de la garrapata o de sitios alejados del sitio de la picadura de la garrapata, de todos los perros testigo no vacunados que estaban cojos. La espiroqueta también se aisló de las articulaciones u órganos de todos los perros testigo cojos no vacunados. El perro testigo no vacunado que resultó inicialmente negativo en la biopsia cutánea siguió siendo negativo en la biopsia cutánea en el momento de la autopsia, y no se recuperó B. burgdorferi de las articulaciones o los órganos de dicho perro.
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(Tabla pasa a página siguiente)
9
TABLA 25 Recuperación de B. burgdorferi de perros cojos
Reaislamiento de B. burgdorferi en
el momento de la cojera/autopsia
Perro n.º Biopsia Fecha de observación Piel Articulaciones Órganos^{b}
cutánea^{a} de la cojera
Vacunados
574 - - - - -
586 + - + + -
615 - Jul. - - -
627 - Sept. - - -
639 - - - -
558 - -
560 - -
562 - -
564 - -
566 - -
568 - -
570 - -
580 - -
582 - -
584 - -
609 - -
617 - -
641 - -
643 - -
647 -
No vacunados
598 + Jul. + + -
655 + Sept. + + -
663 + - + + -
669 - - - - -
677 + - + + +^{B}
610^{c} + Jun. + + +^{B,H,K}
612 + Oct. -/+^{d} + -
651 + Jun. + + +^{S}
661 + Sept. + + -
671 + Oct. +/+ + -
673 + Sept. +/+ + -
554 + -
556 + -
608 + Nov. -/+ + +^{H}
665 + Nov. +/+ + -
^{a} \begin{minipage}[t]{155mm}Biopsias cutáneas realizadas en los sitios de picadura de las garrapatas dos semanas después de la fijación de la garrapata.\end{minipage}
^{b} B: Vejiga/H: Corazón/K: Riñón/S: Bazo
^{c} También se aisló B. burgdorferi del líquido cefalorraquídeo.
^{d} \begin{minipage}[t]{155mm}Biopsia realizada en el sitio de picadura de la garrapata / Biopsia realizada en un sitio alejado del sitio de la picadura de la garrapata.\end{minipage}
III. Discusión
Se ha demostrado que la respuesta de inmunidad humoral desempeña un papel fundamental en la protección de animales contra la enfermedad de Lyme (Barthold, S.W. et al. (1993) Infect. Immunol. 61: 4696-4702; Callister, et al. (1991); Callister, et al. (1992); Johnson, et al. (1986); Johnson, et al. (1986); Johnson, et al. (1988); Kochi, et al. (1988); Schaible, U.E. et al. (1990) P.N.A.S. 87: 3768-3722; Schmitz, et al. (1991)). En el presente estudio se utilizaron diversos ensayos serológicos para caracterizar la respuesta de anticuerpos en perros vacunados con la bacterina. Se utilizó la prueba de ELISA de células enteras para poner de manifiesto la respuesta de anticuerpos contra antígenos de la superficie de B. burgdorferi. La generación de títulos de anticuerpos que persisten durante siete meses después de la vacunación es una prueba de la capacidad antigénica de la bacterina. La especificidad de la respuesta de anticuerpos se demostró con inmunoelectrotransferencia. En el momento de la exposición, siete meses después de la vacunación, los anticuerpos en el suero de los perros vacunados reaccionaban principalmente con las proteínas superficiales OspA y OspB. Otros investigadores han demostrado asimismo que la respuesta predominante de anticuerpos contra células de B. burgdorferi cultivadas in vitro se dirige contra las proteínas de la superficie externa (Appel, et al. (1993); Gern, L. et al. (1993) J. Infect. Dis. 167: 971-975; Roerhign et al. (1992)). La prueba de ELISA de OspA demostró adicionalmente la presencia de elevados títulos de anticuerpos en el suero de los perros vacunados y confirmó la capacidad de la bacterina para generar una respuesta de anticuerpos contra un antígeno protector de la espiroqueta.
Se utilizó el ensayo de anticuerpos borrelicidas para demostrar la actividad funcional del anticuerpo contra B. burgdorferi en el suero de los perros vacunados. La lisis, mediada por anticuerpos, de células de Borrelia es el resultado de la combinación de anticuerpos específicos con componentes del complemento y de la formación del complejo de ataque a la membrana. En efecto inhibidor del crecimiento de la lisis, mediada por anticuerpos, de B. burgdorferi puede considerarse análogo al de los anticuerpos neutralizantes de virus. Los estudios han demostrado que la protección de animales de laboratorio contra la enfermedad de Lyme correlaciona con los títulos de anticuerpos borrelicidas (Jobe, D. A. et al., (1994) J. Clin. Microbiol. (En prensa); Lourich, S.D. et al. (1991) Infect. Immunol. 59: 2522- 2528)). Por consiguiente, la presencia de anticuerpos borrelicidas en los perros vacunados puede utilizarse para demostrar la capacidad inmunógena de la bacterina. Se comprobaron elevados niveles de anticuerpos borrelicidas en todos los perros vacunados, que seguían siendo detectables en el momento de la exposición, siete meses después de la vacunación. Los anticuerpos en los animales vacunados resultaron también borrelicidas para la cepa heteróloga 297 de B. burgdorferi. Los resultados que muestran que los anticuerpos de perros testigo no vacunados tras la exposición no reaccionaban con OspA y no eran borrelicidas indican que gran parte de la actividad borrelicida se debe a anticuerpos que reaccionan con OspA y con otras proteínas de la superficie protectora. Callister y colaboradores han demostrado que la actividad borrelicida de los anticuerpos contra B. burgdorferi en el suero humano puede ser adsorbida con proteína OspA recombinante (Callister, S.M. et al. (1992)). De este modo, los perros vacunados con la bacterina generaron una respuesta protectora de anticuerpos contra cepas diferentes de la cepa presente en la
vacuna.
En el presente estudio se utilizó un modelo de exposición natural a garrapatas, similar al descrito por Appel y colaboradores (Appel et al. (1993)), para provocar la enfermedad de Lyme en perros. El modelo utilizado representa la vía natural de exposición, dosis y virulencia de B. burgdorferi presentes en las condiciones naturales sobre el terre-
no.
Las garrapatas utilizadas en el presente estudio fueron recogidas de una zona en la que enfermedad de Lyme es endémica, y se comprobó que tenían una tasa de infección con B. burgdorferi del 44%. Esta tasa de infección es similar a la descrita por Lacombe (Lacombe et al. (1993)), aunque inferior a la descrita por Appel (Appel et al. (1993). Shih y Spielman han demostrado que las garrapatas infectadas transmiten B. burgdorferi a ratones tras alimentarse en ellos durante tan sólo 2 días (Shih C. et al., (1993) J. Clin. Microbiol. 31: 2878-2881). Por consiguiente, el período de una semana de alimentación de la garrapata utilizado en el presente estudio sería más que suficiente. De hecho, la eficacia de la exposición se demostró de dos maneras. La prueba de ELISA de células enteras detectó una respuesta serológica contra B. burgdorferi en 14 de 15 perros testigo no vacunados tras la exposición. Los resultados correlacionaron con los resultados de las biopsias cutáneas en el sentido de que un perro que apenas presentaba respuesta serológica fue el mismo perro cuya biopsia cutánea resultó negativa tras la exposición y cuya biopsia cutánea resultó negativa en el momento de la autopsia. Es interesante señalar que se recuperaron menos garrapatas infectadas con B. burgdorferi de perros vacunados que de perros testigo no vacunados. Estas observaciones son similares a las realizadas por Fikrig y colaboradores (Frikig et al., P.N.A.S. (1992)). Estos autores conjeturaron que el número reducido de B. burgdorferi en las garrapatas de perros vacunados se debía al aumento de la eliminación de las espiroquetas mediada por
anticuerpos.
La cojera es la principal manifestación de la borreliosis de Lyme en el perro, y fue utilizada en el presente estudio como el principal criterio de la enfermedad clínica. Tras la exposición, el desarrollo temporal de cojera en los perros fue variable durante el período de siete meses tras la exposición. Se observó cojera en dos perros testigo no vacunados un mes después de la exposición. Sin embargo, la mayoría de los episodios de cojera no apareció hasta cuatro a cinco meses después de la exposición. Appel describió asimismo que la cojera en perros no aparecía hasta dos a cinco meses después de la exposición (Appel, et al. (1993)). Diez de doce perros testigo no vacunados que resultaron positivos en las biopsias cutáneas tras la exposición presentaron cojera, y se aisló de nuevo B. burgdorferi de la piel y las articulaciones u otros órganos de todos estos perros. La observación de que B. burgdorferi permanecía en la piel de estos perros hasta siete meses después de la exposición y en lugares completamente alejados del sitio de la picadura de la garrapata pone de relieve el desarrollo evolutivo del parásito para garantizar la transmisión de hospedador a hospedador. No volvió a aislarse B. burgdorferi de los dos perros vacunados que presentaron cojera. La cojera de estos dos perros no puede explicarse sobre la base de la respuesta de inmunidad humoral. Otra posible explicación incluye la predisposición genética de los perros, la dosis de espiroquetas y la eficacia de la transmisión a partir de las garrapatas. Aunque B. burgdorferi ha sido ampliamente estudiada en los últimos años, los mecanismos patógenos del microorganismo no están bien caracterizados. Es bien conocida la capacidad de otras especies de Borrelia de quedar secuestradas en sitios inmunológicamente privilegiados del hospedador y de burlar sus mecanismos de defensa (Geogitis, K. et al. (1992) J. Infect. Dis. 166: 440-444; Levy et al. (1992); Ramachandra, R.N. et al. (1992) J. Med. Entomol. 29: 818-826), y se ha conjeturado este comportamiento en el caso de B. burgdorferi.
La eficacia de la bacterina se valoró por una reducción significativa en la cojera entre los animales vacunados y los perros no vacunados expuestos a garrapatas infectadas con B. burgdorferi. La incidencia global de cojera de 2 de un total de 17 (12%) animales vacunados, en comparación con 10 de un total de 12 (83%) testigos no vacunados arroja, una puntuación del índice de protección de 86%. Este valor representa una reducción significativa (p \leq 0,01) en la aparición de las manifestaciones clínicas de la enfermedad de Lyme entre animales vacunados y testi-
gos.
En el presente estudio se demostró la seguridad de la bacterina. La eficacia y la duración de la inmunidad fueron demostradas por la capacidad de la vacuna para reducir el desarrollo de la enfermedad clínica en perros vacunados en comparación con los testigos a los siete meses tras la exposición a garrapatas infectadas con B. burgdorferi.
En la comparación de los resultados del Ejemplo 13 y del Ejemplo 14, se considera que el Ejemplo 14 proporciona mejores resultados debido a la utilización de más garrapatas, así como garrapatas más sanas y mejores biopsias cutáneas en el Ejemplo 14. Como resultado, se comprobó que los perros testigo tenían signos clínicos de la enfermedad de Lyme y, por consiguiente, se demuestra una reducción en los signos clínicos de los animales vacunados en comparación con los testigos cuando se utiliza la bacterina de la presente invención.
Ejemplo 15 Estudio de dosis reducida I. Materiales y métodos A. Perros
En este estudio se utilizaron sabuesos procedentes de la colonia ubicada en Solvay Animal Health, Inc., Charles City, Iowa. La media de edad de los perros en el momento de la vacunación fue 13 semanas (Tabla 26). Todos los perros eran seronegativos (título < 20) a B. burgdorferi según se determinó por ELISA de células enteras.
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA 26 Sexo y edad de los perros utilizados en el estudio
Perro n.º Sexo Fecha de nacimiento Edad (semanas) en la primera vac.
Vacunados con
dosis completa
760 H 5-23-93 15
774 H 6-02-93 13
786 M 6-16-93 11
831 M 5-16-93 16
843 M 5-13-93 16
849 M 5-23-93 15
853 M 5-25-93 15
859 M 6-12-93 12
871 M 6-16-93 11
881 M 6-28-93 10
TABLA 26 (continuación)
Perro n.º Sexo Fecha de nacimiento Edad (semanas) en la primera vac.
Vacunados con
dosis completa
746 H 5-16-93 16
758 H 5-23-93 15
768 H 6-02-93 13
782 H 6-12-93 12
835 M 5-16-93 16
847 M 5-23-93 15
851 M 5-25-93 15
855 M 6-02-93 13
863 M 6-12-93 12
879 M 6-28-93 10
Testigos no
vacunados
756 H 5-23-93 15
762 H 5-23-93 15
764 H 5-25-93 15
766 H 5-25-93 15
770 H 6-02-93 13
772 H 6-02-93 13
776 H 6-02-93 13
845 M 5-23-93 15
857 M 6-02-93 13
861 M 6-12-93 12
865 M 6-12-93 12
867 M 6-12-93 12
869 M 6-16-93 11
883 M 6-28-93 10
B. Preparación de la bacterina
Se utilizaron dos bacterinas en el estudio. La dosis completa de bacterina se preparó a partir de los serotipos S-1-10 y C-1-11 de B. burgdorferi en la octava ronda de propagación por pases del cultivo madre original para siembra, como se ha descrito en los Ejemplos 1 y 2 anteriores. Esta bacterina se formuló de modo que contuviese 5 x 10^{8} células de cada serotipo por cada dosis de un mililitro, y como adyuvante se empleó hidróxido de aluminio al 7,5% (p/v) (Rehydragel HPA, Reheis Chemical Co., Berkeley Hts., Nueva Jersey). La bacterina a dosis reducida se preparó diluyendo la dosis completa de bacterina 1:10 en diluyente de adyuvante compuesto de solución salina que contenía hidróxido de aluminio al 7,5% (p/v) (Rehydragel HPA) y gentamicina y nistatina como conservantes. Ambas bacterinas se almacenaron a 4ºC hasta el momento de su utilización.
C. Vacunación
Se vacunaron diez perros por vía intramuscular en la zona inferior del muslo empleando dos dosis de 1,0 ml separadas por un intervalo de tres semanas para cada bacterina. Tras cada vacunación los perros se sometieron a observación para detectar reacciones anómalas, se registraron las temperaturas y se sometieron a palpación los sitios de la inyección diariamente durante cinco días. Un grupo de catorce perros no vacunados sirvieron como testigos.
D. Pruebas serológicas
Se extrajo sangre antes y después de la vacunación, y a intervalos tras la exposición. Se analizó el suero para detectar anticuerpos contra B. burgdorferi empleando ELISA de células enteras, ELISA de OspA, ensayo de actividad borrelicida, e inmunoelectrotransferencia.
1. ELISA de células enteras
La respuesta de anticuerpos en perros contra los antígenos superficiales de B. burgdorferi se determinó empleando una modificación de una prueba de ELISA de células enteras utilizada en el Laboratorio Regional de Sanidad Animal, Baron, WI. Los cultivos de la fase logarítmica tardía de cepas C-1-11 y S-1-10 de B. burgdorferi fueron inactivados con etilenimina binaria (BEI). Se recubrieron los pocillos de las placas de Immunol-3 (Dynatech Laboratories, Inc., Chantilly, VA) con antígenos de células enteras de S-1-10 o C-1-11 a un nivel de 0,3 \mug en tampón de recubrimiento de carbonato de sodio. Las placas se incubaron en una cámara húmeda a 4ºC durante 15 a 17 horas. Se desechó el contenido de los pocillos y los sitios reactivos no unidos se bloquearon añadiendo solución salina tamponada con fosfato (PBS) que contenía leche desnatada en polvo (PBS-NFDM) al 5%, y se incubaron en una cámara húmeda durante 60 minutos a 37ºC. Los pocillos se vaciaron y se añadieron 50 \mul de suero problema diluido en PBS que contenía Tween-20 al 0,05% (PBS-TW) a pocillos duplicados, y se incubaron en una cámara húmeda durante 60 minutos a 37ºC. En cada placa se incluyó suero testigo de perros positivo y negativo. Las placas se lavaron tres veces con solución salina que contenía Tween-20 al 0,05%, y se añadieron partes alícuotas de 50 \mul por pocillo de anticuerpos caprinos, marcados con peroxidasa, contra la IgG canina (Kirkegaard & Perry Laboratories, Inc., Gaithersburg, MD) y diluidos 1:1500 en PBS-TW. Las placas se incubaron en una cámara húmeda durante 60 minutos a 37ºC y se lavaron tres veces con PBS-TW. El sustrato se preparó disolviendo 30,0 mg de O-fenilendiamina en una solución de fosfato de sodio dibásico 0,051 M, ácido cítrico 0,024 M, peróxido de hidrógeno al 0,012%, y se añadieron partes alícuotas de 100 \mul a cada pocillo. La reacción se paró con 50 \mul por pocillo de ácido sulfúrico 2 N, y se determinó la densidad óptica de cada pocillo a 490 nm en un lector de ELISA. El título se definió como el recíproco de la última dilución que proporcionó una densidad óptica del 30% de la máxima densidad óptica.
2. ELISA de OspA
Se recubrieron los pocillos de una placa de microvaloración de 96 pocillos con 75 ng de OspA recombinante de S-1-10 o C-1-11 y se incubaron durante toda la noche a 4ºC. Después del recubrimiento los pocillos se trataron con NFDM al 5% en PBS durante 30 minutos a 37ºC. Los pocillos se lavaron tres veces con PBS-TW y se añadieron a los pocillos 50 \mul de diluciones dobles de suero de perro. Tras incubar a 37ºC durante una hora, los pocillos se lavaron con PBS-TW y se añadieron a los pocillos 50 \mul de anticuerpos caprinos, marcados con HRP, contra la IgG canina (Kirkegaard & Perry Laboratories, Inc., Gaithersburg, MD). Los anticuerpos unidos se detectaron añadiendo el sustrato ABTS (Kirkegaard & Perry Laboratories, Inc., Gaithersburg, MD). La densidad óptica de cada pocillo se determinó a 405 nm en un lector de ELISA. El título se definió como el recíproco de la última dilución que proporcionó una densidad óptica del 30% de la máxima densidad óptica.
3. Inmunoelectrotransferencia
Los cultivos de las cepas S-1-10 y C-1-11 de B. burgdorferi en la fase logarítmica media a tardía se recogieron por centrifugación a 15.000 x g a 4ºC durante 30 minutos. Las bacterias se lavaron tres veces por centrifugación con solución salina estéril. Se hirvieron suspensiones de aproximadamente 1 x 10^{8} células en tampón para muestras de electroforesis durante nueve minutos, y se sometieron a electroforesis en un gel de poliacrilamida-SDS al 10% (Laemmli, 1970). Las proteínas separadas fueron electrotransferidas a una membrana Immobilon™ de PVDF (Millipore Corp., Bedford, MA) empleando una modificación del procedimiento descrito por Towbin (Towbin et al. 1979). La membrana de PVDF se incubó durante 90 minutos a 22ºC en Tris 20 mM, NaCl 150 mM, pH 7,2 (TBS) con NFDM al 5%. Las tiras se incubaron con suero canino o con anticuerpo monoclonal contra OspA diluido 1:75 en el tampón de bloqueo durante 60 minutos a 22ºC. Después se lavaron las tiras dos veces en TBS que contenía Triton X-100 al 0,2% y una vez en TBS. El anticuerpo unido se detectó añadiendo anticuerpos caprinos, conjugados con HRP, contra la IgG canina o contra la IgG murina (Kirkegaard & Perry Laboratories Inc., Gaithersburg, MD). Las bandas de proteína se visualizaron con un sistema de sustrato TMB para peroxidasa en membranas (Kirkegaard & Perry Laboratories, Inc., Gaithersburg, MD).
F. Detección de anticuerpos borrelicidas por citometría de flujo
El ensayo de actividad borrelicida se llevó a cabo utilizando una modificación de los procedimientos descritos anteriormente (6, 7). Brevemente, los cultivos de 72 horas en fase logarítmica media de las cepas aisladas C-1-11 y S-1-10 de B. burgdorferi en medio de Barbour-Stoenner-Kelly (BSK) modificado se cuantificaron en una cámara de Petroff-Hauser y se diluyeron hasta contener 1 x 10^{6} células/ml de medio de BSK. Se mezclaron partes alícuotas de 100 \mul de suero diluido, termoinactivado, con 100 \mul de cada suspensión de B. burgdorferi, y se añadieron 10 \mul de complemento de suero de cobaya (210 unidades CH_{50}; GIBCO Laboratories, Grand Island, NY). La suspensión se mezcló suavemente y se incubó a 32ºC durante 16 hasta 24 horas. Tras la incubación de los tubos de reacción, se diluyeron 100 \mul de la mezcla de reacción con PBS que contenía naranja de acridina 5,4 x 10^{-9} M. La detección de la actividad borrelicida se llevó a cabo utilizando una modificación de los procedimientos descritos anteriormente (Callister, et al. (1994). La muerte celular provocada por los anticuerpos borrelicidas causa la aparición de protuberancias en las paredes celulares de B. burgdorferi, con lo que se adsorben mayores concentraciones de naranja de acridina en las paredes celulares dañadas y en el interior. Por consiguiente, los microorganismos muertos de B. burgdorferi fluorecen de modo mucho más intenso que las espiroquetas vivas normales. Un aumento en la intensidad de la fluorescencia de \geq 16% en comparación con los microorganismos expuestos a suero normal de perro se consideró una prueba positiva de la actividad borrelicida. El título de punto final se expresó como el recíproco de la última dilución a la que se observó un aumento
de \geq 16% en la intensidad de la fluorescencia. Los perros con un título de < 1:20 fueron definidos seronegativos.
G. Exposición
Se recogió un total de 300 garrapatas machos y 360 garrapatas hembras de I. scapularis de una zona cercana a Ettrick, Wisconsin, en la que la enfermedad de Lyme es endémica. Para determinar la tasa global de infección de las garrapatas por B. burgdorferi, se examinaron los intestinos medios de 49 garrapatas machos de I. scapularis mediante una prueba de inmunofluorescencia (FA) utilizando el anticuerpo monoclonal contra la Osp A proporcionado por el Dr. A. G. Barbour. A las cuatro semanas después de la segunda vacunación, cada perro fue sometido a exposición con 10 garrapatas hembras y 6 garrapatas machos. Las garrapatas hembras son las únicas garrapatas adultas que transmiten la enfermedad. Las garrapatas machos son necesarias para la alimentación adecuada de las garrapatas hembras. Para cada perro se seleccionaron al azar cinco garrapatas hembras y tres garrapatas machos a partir del conjunto de garrapatas y se colocaron en dos placas de Petri pequeñas que se fijaron a un área afeitada de la zona torácica dorsal izquierda anterior de cada perro. Se dejó que las garrapatas se alimentasen durante una semana y se sometieron a observación a intervalos de dos días. Una semana después de la fijación se recuperaron las garrapatas y se examinaron los intestinos medios para detectar la presencia de B. burgdorferi mediante FA empleando el anticuerpo monoclonal contra B. burgdorferi.
H. Observación para detectar signos clínicos
Los perros fueron sometidos a observación diaria después de la exposición para detectar signos clínicos asociados a la enfermedad de Lyme. Los signos clínicos utilizados como indicadores principales del curso clínico de la enfermedad de Lyme fueron cojera, letargo y fiebre. La cojera se definió como la renuencia a cargar el peso en la extremidad afectada, con o sin tumefacción y aumento de la temperatura en la articulación afectada, patas rígidas, y migración de la cojera de una articulación a otra o de una extremidad a otra. Los perros también fueron sometidos a observación para detectar letargo y fiebre.
I. Aislamiento de B. burgdorferi
Para el aislamiento de B. burgdorferi se tomaron muestras de la piel, sangre, articulaciones y órganos de los perros. Se realizaron biopsias cutáneas en el sitio de fijación de la garrapata y en sitios alejados del sitio de la picadura de la garrapata en perros anestesiados a los 21 días después de la fijación de la garrapata y en el momento de la autopsia. Los sitios alejados estaban ubicados en posición ventral al sitio de la picadura de la garrapata, posterior al sitio de la picadura de la garrapata, y en el lado derecho de la zona torácica dorsal anterior situada en el lado opuesto del perro. La piel se afeitó y se lavó con solución Solvahex para lavado quirúrgico, y se aclaró a fondo con agua estéril para eliminar los restos de desinfectante. Se practicó una incisión elíptica a través de las capas dérmica y subcutánea de la piel. Se colocó aproximadamente un gramo de piel en nueve mililitros de medio de BSK que contenía agarosa al 0,15% y 40 \mug de rifampicina/ml. La muestra de la biopsia fue homogeneizada y se prepararon dos diluciones adicionales de 10 veces de homogeneizado en nueve mililitros de blancos de medio de BSK. Los cultivos se incubaron a 32ºC durante seis semanas y después se examinaron por microscopía a las tres y a las seis semanas tras la inoculación, para detectar el crecimiento de las espiroquetas. En el caso de los cultivos que presentaban crecimiento de espiroquetas se confirmó que el germen era B. burgdorferi mediante FA, empleando el anticuerpo monoclonal contra B. burgdorferi. Los cultivos que resultaron negativos para el crecimiento de espiroquetas fueron desechados. En el momento de la autopsia se extrajeron el corazón, el bazo, los riñones y la vejiga, y se homogeneizaron en 50 ml de BSK que contenía agarosa y rifampicina empleando un aparato Stomacher (Seward Medical, Londres, Inglaterra). Se vertió una muestra de 50 ml y se prepararon diluciones de 10 veces en medio de BSK. Los cultivos se incubaron durante seis semanas a 32ºC, se sometieron a observación y se confirmó que el germen era B. burgdorferi mediante FA. Una muestra de dos a tres mililitros de líquido cefalorraquídeo se añadió a nueve mililitros de medio de BSK y se preparó otra dilución 1:10 en el mismo medio, se incubó y se sometió a observación como se ha descrito. Se extrajo tejido de las articulaciones del codo, el carpo, la rodilla, y el tarso. Se añadió el tejido de cada articulación a nueve mililitros de medio de BSK que contenía agarosa y rifampicina. Se preparó otra dilución 1:10 en el mismo medio, y los cultivos se incubaron y se sometieron a observación como se ha descrito
II. Resultados A. Vacunación
Los perros fueron vacunados con dos dosis de bacterina separadas por un intervalo de tres semanas. No se observaron reacciones locales o sistémicas en ninguno de los perros. Las temperaturas de los perros en ambos grupos de vacunación permanecieron normales tras la primera y segunda dosis de bacterina, Tablas 27 y 28, respectivamente.
TABLA 27 Temperaturas de los perros tras la primera vacunación
Temperaturas (°F) en los días después de la vacunación
Perro 0 1 2 3 4 5
Vacunados - dosis completa
746 100,4 100,6 100,2 100,2 100,3 100,3
758 101,4 101,6 100,6 101,1 101,7 100,2
768 100,4 101,1 100,9 100,8 101,2 100,4
782 100,8 100,5 100,7 101,1 100,2 100,6
835 101,2 101,1 100,6 100,9 100,9 100,6
847 101,8 100,5 101,6 101,1 100,1 100,5
851 100,8 100,9 100,8 100,6 101,2 100,2
855 100,8 101,4 101,7 100,6 101,3 100,9
863 100,8 100,1 101,2 100,8 101,1 100,5
879 101,1 101,6 101,9 101,2 101,2 102,2
Vacunados - dosis reducida
760 101,3 101,4 101,1 100,1 101,1 101,1
774 101,2 100,9 100,7 100,1 100,6 100,4
786 100,9 100,2 100,9 102,1 101,1 101,0
831 100,7 100,7 100,1 101,1 100,5 101,9
843 101,6 100,6 101,2 100,4 100,7 100,0
849 100,7 100,7 100,4 100,3 100,2 100,4
853 101,5 100,3 100,4 101,6 100,6 101,2
859 101,9 100,5 101,4 101,3 101,1 102,0
871 100,5 100,1 101,1 101,6 100,7 101,1
881 101,1 101,7 100,8 101,1 101,4 101,7
TABLA 28 Temperaturas de los perros tras la segunda vacunación
Temperaturas (°F) en los días después de la vacunación
Perro 0 1 2 3 4 5
Vacunados - dosis completa
746 102,6 102,1 103,0 102,2 102,7 103,0
758 102,2 102,0 102,8 101,6 102,7 102,1
768 101,5 101,9 102,4 101,8 102,6 101,8
782 101,9 101,6 102,0 102,0 102,3 102,0
835 102,6 101,7 103,0 102,2 102,5 102,2
847 102,0 102,4 101,7 101,4 101,9 101,3
851 102,5 102,1 102,3 101,7 102,8 102,1
855 102,1 102,8 102,4 101,8 102,3 102,1
863 101,7 102,0 101,8 101,7 102,4 101,9
879 102,0 102,3 101,9 101,6 101,7 101,6
Vacunados - dosis reducida
760 101,3 101,4 101,1 100,1 101,1 101,1
774 101,2 100,9 100,7 100,1 100,6 100,4
786 100,9 100,2 100,9 102,1 101,1 101,0
831 100,7 100,7 100,1 101,1 100,5 101,9
843 101,6 100,6 101,2 100,4 100,7 100,0
849 100,7 100,7 100,4 100,3 100,2 100,4
853 101,5 100,3 100,4 101,6 100,6 101,2
859 101,9 100,5 101,4 101,3 101,1 102,0
871 100,5 100,1 101,1 101,6 100,7 101,1
881 101,1 101,7 100,8 101,1 101,4 101,7
B. Respuesta de anticuerpos contra antígenos de células enteras de B. burgdorferi
Se utilizó una prueba de ELISA que empleaba células enteras de B. burgdorferi para demostrar la respuesta serológica de perros vacunados y expuestos a antígenos de la superficie de B. burgdorferi. Antes de la vacunación todos los perros eran seronegativos. A las cuatro semanas después de la segunda vacunación, los perros vacunados con la dosis completa de bacterina tenían una MGT de anticuerpos de 788 contra C-1-11 y una MGT de 520 contra S-1-10 (Tabla 29). Los perros vacunados con la bacterina a dosis reducida tenían una MGT ligeramente menor, de 485, contra C-1-11 y una MGT idéntica, de 520, contra S-1-10. Tras la exposición, los títulos de anticuerpos contra C-1-11 y S-1-10 en ambos grupos de bacterina habían disminuido hasta casi el mismo nivel. A las 12 semanas tras la exposición, la MGT de anticuerpos contra células enteras de los perros testigo no vacunados fue mayor que la MGT de anticuerpos contra células enteras de los perros vacunados. La MGT en los testigos no vacunados fue 1502 y 2301 contra C-1-11 y S-1-10, respectivamente. Un perro testigo no vacunado permaneció seronegativo 12 semanas después de la exposición.
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C. Inmunoelectrotransferencia
Se analizaron sueros de perros vacunados y de perros testigo no vacunados antes y después de la vacunación y de la exposición, para determinar la reactividad del anticuerpo con antígenos específicos de B. burgdorferi. Todos los perros eran seronegativos antes de la vacunación. Las respuestas de anticuerpos contra las cepas C-1-11 y S-1-10 de B. burgdorferi en perros vacunados con la dosis completa de bacterina se presentan en las Figuras 1 y 2. La respuesta de anticuerpos se dirigió principalmente contra las proteínas OspA y OspB de C-1-11 y S-1-10. Los perros vacunados con la dosis completa de bacterina presentaban casi el mismo grado de reacción contra las proteínas de pesos moleculares de 31 y 34 kilodaltons de OspA y OspB, respectivamente, de C-1-11 y S-1-10. Las diferencias en las pautas de tinción de las proteínas OspA de C-1-11 y S-1-10 indican que hay una clara diferencia antigénica entre las dos cepas aisladas. En algunos perros se observó una ligera reactividad contra otras proteínas de la espiroqueta. Los perros vacunados con la bacterina a dosis reducida también generaron anticuerpos contra las proteínas OspA y OspB de C- 1-11 y S-1-10 (Figuras 3 y 4). La intensidad de la tinción del perfil de anticuerpos en perros vacunados con la bacterina a dosis reducida indicaba que el nivel de respuesta contra OspA fue el mismo que el de perros que había recibido la dosis completa de bacterina. A las 12 semanas tras la exposición el perfil de anticuerpos permaneció esencialmente invariable en perros de los grupos con la dosis completa y con la dosis reducida de bacterina. La reactividad contra OspA y OspB siguió siendo la principal respuesta de anticuerpos detectada. Sin embargo, apenas hubo respuesta de anticuerpos contra otras proteínas de Borrelia tras la exposición. Tras la exposición se observó una disminución en la intensidad de la tinción contra OspA y OspB en algunos animales vacunados, pero tuvo lugar en perros de ambos grupos de bacterinas. Aunque se observó tinción no específica en algunos perros, todos los perros testigo no vacunados eran seronegativos a B. burgdorferi antes de la vacunación, y los perros testigo vacunados eran seronegativos a B. burgdorferi antes de la vacunación. No se detectó reactividad contra OspA y OspB en ninguno de los perros testigo no vacunados (Figuras 5 y 6). El perfil de anticuerpos en los perros testigo tras la exposición presentaba diferencias extraordinarias con el perfil de anticuerpos observado en los perros vacunados tras la exposición. Los perros testigo no vacunados apenas generaron respuesta contra las proteínas OspA y OspB tras la exposición, pero generaron anticuerpos contra diversos antígenos diferentes de B. burgdorferi.
D. ELISA de OspA
Se utilizó una prueba de ELISA con Osp A recombinante para determinar la respuesta de anticuerpos contra uno de los principales antígenos protectores en perros vacunados con las dosis completa y reducida de bacterinas. No hubo diferencias significativas en la MGT de anticuerpos contra la OspA de las cepas aisladas C-1-11 o S-1-10 de B. burgdorferi entre perros que habían recibido la dosis completa y la dosis reducida de bacterinas. Los perros vacunados con la dosis completa de bacterina generaron una MGT de anticuerpos contra OspA de 452 para C-1-11, en comparación con una MGT de 368 contra la cepa C-1-11 en perros que habían recibido la bacterina a dosis reducida (Tabla 30). Las MGT de anticuerpos contra OspA en los grupos con la dosis completa y la dosis reducida de bacterina contra S-1-10 fueron 299 y 394, respectivamente. El hecho de que no se detectasen anticuerpos contra OspA de C-1-11 y S-1-10 mediante ELISA en ninguno de los perros testigo no vacunados tras la exposición a garrapatas correlaciona con la falta de detección del anticuerpo contra OspA por inmunoelectrotransferencia.
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E. Respuesta de anticuerpos borrelicidas
La actividad funcional de los anticuerpos generados contra B. burgdorferi como consecuencia de la vacunación con la bacterina fue medida con el ensayo de anticuerpos borrelicidas. La presencia de anticuerpos borrelicidas se demostró mediante la inhibición del crecimiento de B. burgdorferi debida a la lisis del microorganismo mediada por los anticuerpos. Los perros vacunados con bacterina a dosis completa o reducida generaron elevados títulos de anticuerpos borrelicidas contra S-1-10 y C-1-11 (Tabla 31). La MGT de anticuerpos borrelicidas en perros que recibieron la dosis completa de bacterina fue 970 contra C-1-11, en comparación con una MGT de 640 contra C-1-11 en perros que recibieron la bacterina a dosis reducida. La MGT de anticuerpos borrelicidas contra S-1-10 fue 597 en ambos grupos con bacterina.
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F. Exposición de los perros a garrapatas infectadas con B. burgdorferi
Se utilizaron un total de 660 garrapatas de I. scapularis (360 hembras y 300 machos) para someter a los perros a exposición. Se comprobó que la tasa de infección con B. burgdorferi en las garrapatas era 45%, determinada por análisis de FA de los intestinos medios de garrapatas machos. Esta tasa de infección es similar a la tasa de infección de 47% descrita en el Ejemplo 14 anterior, y, una vez más, similar a la tasa de infección de 47% descrita por Lacombe y colaboradores (Lacowbe et al. (1993). En general, las garrapatas se fijaban en el plazo de 24 horas y la mayoría de las garrapatas se alimentaban hasta hincharse completamente o casi completamente durante el período de exposición de una semana. Las garrapatas que se habían desprendido del perro se mantuvieron en la placa. Al final del período de fijación de la garrapata de una semana, se analizaron las garrapatas recuperadas mediante FA para detectar la presencia de B. burgdorferi. Se recuperaron garrapatas de 10 de 10 animales vacunados con la dosis completa, y se recuperó por lo menos una garrapata infectada con B. burgdorferi de 3 de los 10 (30%) animales. En el grupo con dosis reducida, se recuperaron garrapatas de 10 de 10 animales vacunados y el 40% tenía por lo menos una garrapata infectada con B. burgdorferi. Se recuperaron garrapatas en 14 de 14 perros no vacunados, y 12 de 14 (86%) tenían por lo menos una garrapata infectada con B. burgdorferi. La observación de que se recuperan menos garrapatas infectadas de animales vacunados que de animales no vacunados fue descrita anteriormente en el Informe de investigación de la prueba de la capacidad inmunógena y del estudio de la duración de la inmunidad, de 28 de diciembre de 1993, y ha sido publicada en Fikrig et al. (1992).
G. Aislamiento de B. burgdorferi a partir de muestras de biopsias cutáneas
Se ha comprobado que la piel de los perros es una buena fuente para la recuperación de B. burgdorferi tras la exposición a garrapatas infectadas (Informe de investigación de la prueba de la capacidad inmunógena y del estudio de la duración de la inmunidad, 28 diciembre 1993). Por tanto, puede utilizarse el aislamiento de B. burgdorferi a partir de biopsias de la piel de los perros para comprobar la infección por B. burgdorferi y como indicador de la desaparición de las espiroquetas de los perros. A los 21 días después de la exposición a garrapatas, se anestesiaron los perros y se realizaron biopsias cutáneas de todos los perros vacunados y no vacunados. No se aisló B. burgdorferi en las biopsias cutáneas de ninguno de los 10 perros en el grupo con la dosis completa de bacterina. En el grupo con dosis reducida se recuperó B. burgdorferi de 1 de 10 perros (Tabla 32). En contraposición, las biopsias cutáneas realizadas a 12 de 14 (86%) perros testigo no vacunados a los 21 días tras la exposición resultaron positivas para B. burgdorferi. Es interesante señalar que el único perro testigo no vacunado que fue seronegativo tras la exposición según la prueba de ELISA de células enteras fue uno de los dos perros testigo cuyas biopsias cutáneas fueron negativas.
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H. Aparición de signos clínicos en perros tras la exposición
Los signos clínicos de la enfermedad de Lyme en los perros utilizados para valorar el nivel de protección conferido por las bacterinas fueron cojera, letargo y fiebre. Ocho meses después de la exposición a garrapatas, un perro (10%) en el grupo con bacterina a dosis completa presentó cojera y dos perros (20%) en el grupo con bacterina a dosis reducida presentaron cojera (Tabla 32). De forma similar al estudio de la capacidad inmunógena/duración, los perros que habían recibido la dosis completa o la dosis reducida de bacterinas no presentaron cojera después de cuatro meses tras la exposición. Se ha observado cojera en 8 de 14 perros (57%) en el grupo testigo no vacunado, lo que indica un índice de protección del 83% para el grupo con bacterina a dosis completa y un índice de protección del 65% para el grupo con la bacterina a dosis reducida. Se observó cojera que afectaba a una pata en los animales vacunados y en los testigos no vacunados. Como se ha descrito en el estudio de la capacidad inmunógena/duración, la aparición de cojera en perros con el modelo de exposición natural a garrapatas tuvo lugar durante un período de tiempo prolongado. El curso temporal de la observación de cojera de los perros en el estudio con dosis reducida se presenta en la Figura 7. En comparación con el estudio de la capacidad inmunógena/duración, la aparición de cojera en los perros testigo no vacunados en el estudio con dosis reducida tuvo lugar durante un período de tiempo ligeramente más prolongado. Los perros fueron sometidos a observación para detectar otros signos clínicos de la enfermedad de Lyme, incluidos fiebre y letargo. El único perro cojo en el grupo con bacterina a dosis completa no presentó fiebre \geq 103,5°F (39,7ºC) ni tampoco se observó letargo en el perro. Uno de los dos perros cojos en el grupo con dosis reducida tuvo fiebre de 103,7ºF (39,8ºC) durante un día. Todos los perros testigo no vacunados tenían temperaturas de \geq 103,5ºF (39,7ºC) en el momento en el que se observó la cojera. No se observó letargo en ninguno de los perros cojos.
I. Aislamiento de B. burgdorferi de los perros cojos
Se realizaron las autopsias de los perros en el plazo de tres a cuatro días del episodio de cojera y se cultivaron muestras de la piel, las articulaciones y los órganos para aislar B. burgdorferi. No se aisló B. burgdorferi de los animales cojos vacunados en los grupos con la dosis completa y la dosis reducida de bacterina (Tabla 32). En contraposición, se aisló B. burgdorferi de la piel y de las articulaciones de todos los testigos cojos no vacunados y del bazo de un perro testigo cojo. En todos los perros testigo, se recuperó la espiroqueta de muestras de biopsias cutáneas tomadas en lugares alejados del sitio de la picadura de la garrapata. En el estudio de la capacidad inmunógena/duración se describieron resultados que muestran la recuperación de B. burgdorferi a partir perros testigo cojos no vacunados, pero no de animales cojos vacunados.
III. Discusión
La dosis completa de bacterina utilizada en el estudio contenía 5 x 10^{8} células de cada una de las cepas aisladas de B. burgdorferi pertenecientes a dos grupos seroprotectores distintos. Los resultados demuestran que los perros vacunados generaron anticuerpos borrelicidas dirigidos contra los principales antígenos protectores de B. burgdorferi. Se estableció un modelo de exposición a garrapatas y se utilizó para evaluar la capacidad de la bacterina para proteger a los perros contra las manifestaciones clínicas de la enfermedad de Lyme. A los siete meses después de la segunda vacunación, los perros fueron sometidos a exposición con garrapatas infectadas con B. burgdorferi y fueron sometidos a observación durante otros siete meses. La bacterina protegió a los perros contra los signos clínicos de la enfermedad de Lyme, incluidos cojera, fiebre y letargo. La observación de que B. burgdorferi no fue recuperada a partir de animales cojos vacunados pero sí fue recuperada a partir de todos los perros testigo cojos indica un aumento en la eliminación de las espiroquetas en los perros vacunados. Los datos del estudio fueron aceptados por el APHIS (siglas inglesas del Servicio de Inspección Sanitaria de Animales y Plantas) como demostración de la capacidad inmunógena y de la duración de la inmunidad de la bacterina. El modelo de exposición a garrapatas fue incorporado en las pruebas de eficacia de la bacterina en una etapa relativamente tardía del desarrollo de la bacterina descrita anteriormente. Por consiguiente, no se realizaron estudios con dosis mínimas de inmunización. Este Ejemplo presenta la vacunación de los perros con una bacterina que contenía una reducción de 10 veces en los números de cada cepa aislada de B. burgdorferi. Para que sirvieran de comparación con el grupo con bacterina a dosis reducida, se vacunaron más perros con la bacterina que contenía la dosis completa original de B. burgdorferi. Debido a que se había demostrado anteriormente la duración de la inmunidad, los perros en el estudio con dosis reducida de antígeno fueron sometidos a exposición a las 4 semanas después de la segunda vacunación. Se utilizó una vez más el modelo de exposición a garrapatas en el estudio con dosis reducida de antígeno debido a que el modelo de exposición es la prueba principal de la eficacia de la vacuna.
Como primer paso para determinar si la reducción en los números de células de B. burgdorferi afectaban a la eficacia de la bacterina, se evaluó la respuesta de inmunidad humoral de los perros. Se midieron los títulos de anticuerpos borrelicidas contra células enteras y contra OspA de los perros en el grupo con dosis reducida. En general, los títulos de anticuerpos en perros vacunados con la dosis completa de bacterina fueron ligeramente mayores que los títulos en perros vacunados con la bacterina a dosis reducida. Sin embargo, los títulos de anticuerpos entre los grupos con bacterina no diferían en más de dos veces, y no eran estadísticamente diferentes. Los títulos de anticuerpos en el estudio con dosis reducida fueron comparables a los títulos descritos en el estudio de la capacidad inmunógena y la duración (Tabla 33). El hecho de que las bacterinas utilizadas en el estudio con dosis reducida hayan sido almacenadas un año más a 4ºC sirve de prueba de la estabilidad de la bacterina. Aún más importante, los resultados demostraron la reproducibilidad de las condiciones experimentales y la capacidad de la dosis reducida y la dosis completa de bacterina de generar de forma sistemática respuestas similares de inmunidad humoral contra B. burgdorferi.
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Se ha utilizado el aislamiento de B. burgdorferi a partir de muestras de tejido de los perros como indicador de la infección por la espiroqueta. El Ejemplo 14, que utiliza la dosis completa de bacterina, demuestra que tras la exposición a garrapatas infectadas con B. burgdorferi, se recupera la espiroqueta de la piel de menos perros vacunados que de perros testigos no vacunados. Este Ejemplo también demuestra que B. burgdorferi se recuperó a partir de biopsias cutáneas de menos perros vacunados que de perros testigo tras la exposición a garrapatas. No hubo diferencias significativas entre los grupos con dosis reducida y dosis completa de bacterina en lo referente a la recuperación de B. burgdorferi a partir de biopsias cutáneas tras la exposición. La diferencia entre perros vacunados y perros testigo en lo referente al aislamiento de B. burgdorferi a partir de muestras de tejido fue observada asimismo en el momento de la autopsia de los perros cojos. No se recuperó B. burgdorferi de ningún tejido del único perro cojo en el grupo con bacterina a dosis completa o de ninguno de los dos perros en el grupo con dosis reducida. Estos resultados son idénticos a los resultados del estudio de la capacidad inmunógena y la duración. En contraposición, se aisló B. burgdorferi de todos los perros testigo cojos no vacunados tanto en el estudio de la capacidad inmunógena/duración como en el estudio de dosis reducida. Aunque no se han definido los mecanismos, estos resultados indican que la dosis completa y la dosis reducida de bacterinas presentaron una capacidad similar de reducir la carga de espiroquetas de los perros en el momento de la infección y/o de generar una respuesta inmunitaria que dio lugar a un aumento de la eliminación de la espiroqueta.
Los principales signos clínicos de la enfermedad de Lyme en el perro son la cojera y, en menor medida, la fiebre y el letargo. El estudio de la capacidad inmunógena/duración llevado a cabo con la dosis completa de bacterina en el Ejemplo 14 demostró que la cojera y otros signos clínicos se observaban en el 12% de los animales vacunados, en comparación con el 83% de los testigos no vacunados. En este estudio con dosis reducida se observaron resultados similares, con cojera descrita en el 10% de los animales en el grupo con la dosis completa y en el 20% de los animales en el grupo con la dosis reducida. En ambos estudios, la cojera de los perros testigo no vacunados empezó a manifestarse al comienzo de los dos meses tras la exposición y después a intervalos periódicos. Al final del estudio de la capacidad inmunógena/duración, a los ocho meses tras la exposición, se describió cojera en aproximadamente 80% de los perros testigo no vacunados. En el estudio con dosis reducida, a los ocho meses después de la exposición a garrapatas, se había descrito cojera en aproximadamente 60% de los testigos no vacunados. La naturaleza crónica de la enfermedad y el comienzo retrasado de los signos clínicos no son características inesperadas al utilizar un modelo de exposición que remeda de forma tan estrecha la exposición natural sobre el terreno. En Appel et al. (1993) se describe que las manifestaciones clínicas de la enfermedad de Lyme, incluida la cojera, se observaban hasta cinco meses después de la exposición de los perros a garrapatas infectadas. No se conoce el motivo de dicho intervalo temporal prolongado para la manifestación de la enfermedad clínica en el estudio con dosis reducida. En el presente estudio con dosis reducida, los parámetros de la exposición a garrapatas tales como el número de garrapatas infectadas/perro y las tasas de infección de las garrapatas fueron similares a los parámetros utilizados en el estudio de la capacidad inmunógena/duración del Ejemplo 14. Aunque el modelo de exposición a garrapatas representa la vía de exposición, dosis y virulencia naturales de B. burgdorferi encontradas por el perro, son éstos mismos parámetros los que afectan de forma más directa al resultado de la exposición.
Los datos presentados en este Ejemplo demuestran que una bacterina formulada con un nivel de dosis reducida de antígeno presenta la misma eficacia que la dosis completa de la bacterina para generar una respuesta de anticuerpos protectores contra B. burgdorferi y para reducir la infección por la espiroqueta después de la exposición a garrapatas. Tanto la dosis completa como la dosis reducida de bacterinas protegieron a los perros contra los signos clínicos de la enfermedad de Lyme.
Referencias
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Claims (32)

1. Bacterina que comprende en cada dosis una cantidad, eficaz para la inmunización, de por lo menos dos cepas aisladas, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada, un adyuvante en una cantidad eficaz para potenciar la capacidad inmunógena de las cepas aisladas de Borrelia burgdorferi inactivada, y un excipiente adecuado.
2. Bacterina según la reivindicación 1, que comprende dos cepas aisladas, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada.
3. Bacterina según la reivindicación 2, que comprende además una cantidad, eficaz para la inmunización, de una tercera cepa aislada, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada.
4. Bacterina que comprende en cada dosis una cantidad, eficaz para la inmunización, de por lo menos una subunidad antigénica procedente de por lo menos dos cepas aisladas, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi, un adyuvante en una cantidad eficaz para potenciar la capacidad inmunógena de las subunidades antigénicas, y un excipiente adecuado
5. Bacterina según la reivindicación 4, que comprende en cada dosis una cantidad, eficaz para la inmunización, de una subunidad antigénica procedente de una primera cepa aislada de Borrelia burgdorferi, una cantidad, eficaz para la inmunización, de una subunidad antigénica procedente de una segunda cepa aislada, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi, un adyuvante en una cantidad eficaz para potenciar la capacidad inmunógena de las subunidades antigénicas y un excipiente adecuado.
6. Bacterina según la reivindicación 5, que comprende además una cantidad, eficaz para la inmunización, de una subunidad antigénica procedente de una tercera cepa aislada de Borrelia burgdorferi.
7. Bacterina que comprende en cada dosis una cantidad, eficaz para la inmunización, de por lo menos dos cepas aisladas, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada, y una o más subunidades antigénicas procedentes de cepas aisladas, sin protección cruzada, un adyuvante en una cantidad eficaz para potenciar la capacidad inmunógena de las cepas aisladas de Borrelia burgdorferi inactivada y las subunidades antigénicas, y un excipiente adecuado.
8. Bacterina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 ó 7, en la que la cantidad, eficaz para la inmunización, de las cepas aisladas, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada es una cantidad comprendida entre aproximadamente 10^{4} microorganismos y aproximadamente 10^{10} microorganismos de cada cepa aislada.
9. Bacterina según la reivindicación 8, en la que la cantidad, eficaz para la inmunización, de las cepas aisladas, sin reactividad cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada es una cantidad comprendida entre aproximadamente 10^{4} microorganismos y aproximadamente 10^{9} microorganismos de cada cepa aislada.
10. Bacterina según la reivindicación 9, en la que la cantidad, eficaz para la inmunización, de las cepas aisladas, sin reactividad cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada es una cantidad comprendida entre aproximadamente 10^{4} microorganismos y aproximadamente 10^{8} microorganismos de cada cepa aislada.
11. Bacterina según la reivindicación 8 ó 9, en la que la cantidad, eficaz para la inmunización, de las cepas aisladas, sin reactividad cruzada, de Borrelia burgdorferi inactivada es aproximadamente 10^{7} microorganismos de cada cepa aislada, aproximadamente 5 x 10^{7} microorganismos de cada cepa aislada, o aproximadamente 5 x 10^{8} microorganismos de cada cepa aislada.
12. Bacterina según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, en la que la cantidad, eficaz para la inmunización, de las subunidades antigénicas procedentes de cada una de las cepas aisladas, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi es una cantidad comprendida entre aproximadamente diez microgramos y aproximadamente 10.000 microgramos.
13. Bacterina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 ó 7 a 11, en la que las cepas aisladas, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi se inactivan mediante un agente seleccionado de entre el grupo constituido por etilenimina binaria, formol o B \beta-propriolactona.
14. Bacterina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, 7 a 11 ó 13, en la que las cepas aisladas, sin protección cruzada, de Borrelia burgdorferi se seleccionan de entre los grupos seroprotectores A, B o C de cepas aisladas de Borrelia burgdorferi.
15. Bacterina según la reivindicación 14, en la que la cepa aislada de Borrelia burgdorferi del grupo seroprotector A es la cepa aislada S-1-10, 297 ó B31.
16. Bacterina según la reivindicación 14, en la que la cepa aislada de Borrelia burgdorferi del grupo seroprotector A es la cepa aislada C-1-11.
17. Bacterina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en la que el adyuvante se selecciona de entre el grupo constituido por hidróxido de aluminio, saponina, fosfato de aluminio, Carbopol, lipopolisacárido y derivados de lipopolisacárido.
18. Bacterina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en la que la cantidad eficaz de adyuvante es una cantidad comprendida entre aproximadamente 1% en volumen y aproximadamente 15% en volumen.
19. Bacterina según la reivindicación 18, en la que la cantidad eficaz de adyuvante de hidróxido de aluminio es una cantidad comprendida entre aproximadamente 5% en volumen y aproximadamente 10% en volumen.
20. Bacterina según la reivindicación 18, en la que la cantidad eficaz de adyuvante es aproximadamente 7,5% en volumen.
21. Bacterina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, en la que el excipiente adecuado comprende un tampón acuoso y conservantes.
22. Bacterina según la reivindicación 21, en la que el tampón acuoso es solución salina fisiológica.
23. Bacterina según la reivindicación 21, en la que los conservantes comprenden gentamicina y nistatina.
24. Composición farmacéutica que comprende una bacterina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23.
25. Vacuna que comprende una bacterina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23.
26. Utilización de una bacterina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23 para la preparación de una composición farmacéutica destinada a inmunizar a un animal contra la infección por B. burgdorferi.
27. Utilización según la reivindicación 26, en la que el animal es un mamífero.
28. Utilización según la reivindicación 26, en la que el animal es un ser humano o un perro.
29. Utilización según la reivindicación 28, en la que el perro tiene por lo menos seis semanas de edad.
30. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 26 a 29, en la que la composición farmacéutica está concebida de tal forma que puede administrarse una dosis adicional a un intervalo de tiempo adecuado tras la administración de la dosis anterior.
31. Utilización según la reivindicación 30, en la que el intervalo de tiempo adecuado está comprendido entre aproximadamente dos semanas y aproximadamente cinco semanas.
32. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 26 a 31, en la que la composición farmacéutica debe administrarse por inyección intramuscular o por inyección subcutánea.
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