CARRERA PROFESIONAL:FARMACIA Y BIOQUIMICA

FACULTAD:CIENCIAS DE LA SALUD

CURSO:BIOTECNOLOGIA FARMACEUTICA

TEMA: OBTENCIÓN DE VACUNAS POR INGENIERÍA GENÉTICA

DOCENTE:Q.F. YESICA BARDALES

TEMA:

ALUMNAS: CHAVEZ ARIAS, MAGALI DELGADO TAPIA, DORIS ELENA LEON CHAVEZ, DÉBORA

CICLO ACADEMICO: SEXTO

FECHA: NOVIEMBRE 2012

INTRODUCCION

En la antigüedad se creía que las enfermedades eran castigos con los que dioses caprichosos

castigaba a la humanidad; sin embargo, en el lejano oriente surgió una práctica en la que se

ponía en evidencia que algunos conceptos heréticos resultaban bastante saludables, y de hecho

revelaban que las soluciones para algunas enfermedades pertenecían a un plano más mundano

que divino.

La primera evidencia escrita relacionada con los procesos de vacunación data del siglo XI y se

encuentran en la literatura china. A una monja budista se le atribuye un texto llamado “El

tratamiento adecuado de la viruela”, otro libro chino “El espejo dorado de la Medicina” describe

diferentes formas de inoculación antivariólica en la que se explica cómo se puede prevenir el

contagio de viruela inoculándose con pus proveniente de pacientes que habían contraído la

enfermedad. Esta práctica era relativamente común y constituía una práctica surgida de la

necesidad de evitar esta enfermedad que causaba terribles epidemias; sin embargo esta medida

no estaba exenta de riesgos pues aproximadamente el 3% de las personas inoculadas contraían

la enfermedad.

Esta práctica fue conocida en Gran Bretaña hasta 1721 pues Lady Mary Wortley Montagu,

esposa de un embajador, la introdujo a este país tras su regreso de Constantinopla. Desde la

corte británica, la práctica de la variolización se extendió a todo el país y, a partir del siglo XVIII al

resto del continente europeo. Pero a pesar de constituir una práctica sencilla, en aquellos

tiempos no se tenían medidas higiénicas como las que tenemos en la actualidad, por lo que las

condiciones en las que se comenzó a practicar esta “variolización” tuvo desastrosas

consecuencias en algunos lugares pues la incorrecta inoculación ocasionó que algunas personas

fueran contagiadas de viruela o bien, al tomar pus de enfermos que también tenían sífilis se

dispersó esta otra enfermedad.

Esta “variolización” constituye el primer intento de la humanidad por evitar las enfermedades

infecciosas.

OBJETIVOS

OBJETIVOS:I. OBJETIVO GENERAL:- Conocer en forma teórica acerca de la definición de vacuna y cuales

son aquellas administradas en la actualidad para la inmunización de nuestro organismo.

II. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:- Explicar y comparar las diferentes vacunas existentes y las que se

encuentran en proceso de experimentación con las vacunas tradicionales.

- Conocer en forma descriptiva la formulación de vacunas donde se utiliza el proceso de ingeniería genética

- Dar a conocer las nuevas perspectivas de vacuna que están siendo estudiadas y que van a ser administradas en un futuro.

MARCO TEÓRICO

CAPITULO I:DEFINICIÓN

DE

VACUNA

Definición de vacuna:

Sustancia biológica que al administrarse a una persona, provoca inmunidad

(protección) en contra de una enfermedad específica. (OMS)

La protección frente a las enfermedades infecciosas se basa en el desarrollo de “inmunidad frente

a las mismas” y aunque los términos de vacunación e inmunización son utilizados de forma

similar, tienen sin embargo significados diferentes. El primero describe la administración de una

vacuna o toxoide, mientras que el segundo hace referencia al proceso de inducir o proporcionar

inmunidad.

Existen dos tipos de inmunidad:

– Inmunización activa significa inducción de defensas por la administración de diferentes formas

de antígenos (vacunas, toxoides).

– Inmunización pasiva refiere la protección temporal mediante la administración de sustancias

inmunes producidas de forma exógena (inmunoglobulinas procedentes de donantes humanos o

animales).

Aunque la inmunidad más efectiva es la que se produce como respuesta a un microorganismo

vivo, generalmente la existencia de una infección por un virus o una bacteria, no es una condición

indispensable para generar inmunidad. Este es el principio en que se basa la inmunización

Estabilidad de la vacuna:

Se define como la capacidad de resistir la degradación física o química sin sufrir

alteración en su composición para producir una respuesta inmunitaria adecuada y

esperada.

CAPITULO II:

FACTORES Y

CLASIFICACIÓN DE

VACUNAS

Factores que afectan la estabilidad de la vacuna:

1. Factores externos o extrínsecos:

La temperatura, es sin duda el factor que más puede afectar a la estabilidad

de las vacunas cuando se exponen a temperaturas por encima o por debajo

de lo recomendado +2ºC a +8ºC.

Exposición a la luz, la exposición a la luz solar, la radiación ultravioleta y

luz fluorescente pueden provocar la inactivación de las vacunas vivas

atenuadas.

Fecha de vencimiento, nos indica el momento en que la vacuna alcanza el

límite aceptable para su empleo clínico y pierde la actividad inmunogenica.

2. Factores internos o intrínsecos:

Conformado por los procedimientos de fabricación como:

- Tipo de cepa utilizada: depende de múltiples factores, desde el origen e

insumo que interviene en la producción de la vacuna, entre otros.

- Técnicas de liofilización: proceso utilizado para la eliminación del agua

mediante desecación al vacío y a muy bajas temperaturas.

- Estabilizadores: sustancia agregada a la vacuna para mantenerla, es

generalmente una sustancia gelatinosa.

- Preservantes: sustancia que inhibe la propagación de microrganismos, con

utilizados para prolongar la vida útil de los productos.

- Adyuvantes: sustancia que incorporada a una vacuna, induce, acelera

o prolonga la respuesta inmunologenica.

- Buffer: sistema que al conjugarse se opone a cambios de Ph.

ADYUVANTES Y DILUYENTES:

ADYUVANTES:

Proviene del latín adjuvare = ayudar. Un adyuvante inmunogenico es definido como

una sustancia que incorporada a una vacuna, induce a respuesta más temprana,

acelera, prolonga o hace que sea más potente y más duradera esta respuesta

inmunogénica frente a otras vacunas que no tienen el adyuvante.

LA VENTAJA DE USAR ADYUVANTES SON:

Inmunización eficaz a personas con capacidad inmune disminuida

como personas con inmunodeficiencias y ancianos

Elaboración de vacunas con menor cantidad de antígeno.

Menor número de dosis.

CLASIFICACIÓN DE LAS VACUNAS POR SU TERMOESTABILIDAD:

Vacunas sensibles a la congelación.

Vacunas sensibles al calor.

Vacunas sensibles a la luz

VACUNAS SENSIBLES A LA LUZ (FOTO SENSIBLES)

La exposición de las vacunas a la luz produce su inactivación. Estas vacunas deben

de almacenarse, transportase y manipularse protegiéndolas también de la luz.

2. VACUNAS SENSIBLES AL CALOR (TEMPERATURAS >+8ºC):

BCG (Bacilo Calmette-Guérin)formas severas de Tuberculosis

Hib Haemophilus influenza tipo b

SRP – Vacuna anti sarampión, rubéola y parotiditis (papera)

Meningococo C conjugado

SR - Vacuna anti sarampión, rubéola

DPTa vacuna anti Difteria, Pertusis y tétanos (acelular)

AMA - Vacuna anti amarílica IPV – Vacuna Anti Polio inactivada

HvA - Vacuna anti hepatitis viral A Varicela

APO – Vacuna antipoliomielítica oral

AMA - Vacuna anti amarílica

SRP – Vacuna anti sarampión, rubéola y parotiditis (papera)

Hib liofilizada

SR - Vacuna anti sarampión, rubéola

Varicela-zoster

BCG (Bacilo Calmette-Guérin) formas severa de Tuberculosis

La exposición de las vacunas a temperaturas > +8ºC “Calor”, producen la

inactivación de las vacunas sensibles al calor, especialmente la vacunas APO, SRP,

SR y BCG.

3. VACUNAS SENSIBLES A LA CONGELACIÓN (TEMPERATURAS <0ºC):

HvB*Neumococo (conjugado y polisacárido)

HvA* Influenza estacionaria

DPT* Influenza H1N1 Pandémica

DT* (adulto) Rota virus

dT* (pediátrico)VPH vacuna contra el virus papiloma humano.

Hib* LíquidaIPV - Vacuna polio virus inactivada.

Todas las vacunas combinadas como: tetravalente, pentavalente, hexavalente, etc.

Meningococo C (conjugado y polisacárido)

EFECTOS DE LA CONGELACIÓN SOBRE LA VACUNA:Las vacunas que utilizan como adyuvante sulfato o hidróxido de aluminio son

sensibles a la congelación. Estas vacunas al ser expuestas a temperaturas de

congelación pierden su estructura coloidal y se rompe en pequeños cristales,

ocasionando la disociación de la proteína del antígeno del aluminio adyuvante,

produciendo:

Pérdida irreversible de la potencia de la vacuna = “Ineficacia de la vacuna”

Reacciones adversas, formación de abscesos estéril o puede causar dolor

intenso en la zona de aplicación. (Error programático).

Respuesta primaria y secundaria con vacuna congelada y vacuna conservada adecuadamente.

Una vacuna congelada no logra niveles de protección a la primera y segunda dosis,

como si, lo logra una vacuna conservada adecuadamente.

DILUYENTES:

1. CARACTERÍSTICAS DE LOS DILUYENTES:

Los diluyentes son específicos para cada vacuna y contienen sustancias

buffer o estabilizadores específicos para cada vacuna.

Se debe utilizar el diluyente de la misma vacuna y del mismo laboratorio

productor.

En caso de ruptura accidental de diluyentes, no pueden ser reemplazados

con ampollas de agua destilada, bi o tridestilada, tampoco pueden

reconstituirse con otro diluyente aunque sea del mismo tipo de vacuna pero

producido por otro laboratorio fabricante.

Los diluyentes se deben ubicar en el refrigerador en la cantidad

adecuada de acuerdo al uso de vacunas manteniéndose a temperatura de

+2°C a +8°C.

FACTORES QUE FAVORECEN EL DESARROLLO DE VACUNAS EFECTIVAS

DEL AGENTE INFECCIOSO:

Solo uno o pocos serotipos, con poca variación antígena.

Patógeno moderada o escasamente infeccioso.

Antígenos con epitopos B y T fácilmente identificables.

Inmunidad sistémica de fácil inducción.

DE LA ENFERMEDAD:

Infección, induce respuesta protectora.

Existencia de un modelo animal que reproduce la evolución de la

infección y/o la enfermedad.

DE LA ERRADICACIÓN:

La infección está limitada a humanos y no existen otros reservorios

naturales.

La infección induce un cuadro clínico característico y no existen

infecciones sub-clinicas o portadores sanos.

Existencia de un marcador simple de vacunación exitosa.

FACTORES QUE COMPLICAN EL DESARROLLO DE VACUNAS EFECTIVAS

DEL AGENTE INFECCIOSO: Existencia de variación antigénica y por lo tanto múltiples serotipos.

El patógeno es altamente infeccioso.

Eventual variación en el tropismo del patógeno.

Patógeno provisto de mecanismo de evasión de la respuesta inmune.

DE LA INFECCION: la infección puede ser transmitida por células infecctadas que no

expresan antígenos del patógeno.

Integración de genes del patógeno en el genoma del hospedero.

La infección no induce una respuesta inmune.

Infección y/o destrucción de su poblaciones linfocitarias.

Ausencia de un modelo animal que simule la infección o enfermedad

en humanos.

DE LA ERRADICACION: Existencia de reservorios naturales.

Distintas manifestaciones clínicas de la infección o enfermedad y

existencia de formas subclinicas y de portadores sanos

CAPITULO III:NUEVAS VACUNAS

COMPARACIÓN

NUEVAS VACUNAS

Los avances en Biología molecular y el desarrollo de la tecnología del ADN

recombinante, han permitido el diseño de nuevas vacunas capaces de desencadenar

una respuesta inmune eficaz y duradera.

La tecnología del ADN recombinante permite el aislamiento de un gen de un

organismo para introducirlo en otro. Se emplea como herramienta para la

introducción de ADN procedente de patógenos en el interior de bacterias, virus, o

plantas, en las vacunas de nueva generación. Estos organismos se utilizan como

fábricas de producción de grandes cantidades de proteína antigénica para su uso

como vacuna.

A. VACUNAS ATENUADAS MEDIANTE MODIFICACIÓN GENÉTICA. Tecnología de la genética reversa.

B. VACUNAS SINTÉTICAS.

Consisten en la copia de la secuencia genotípica que contiene información

acerca de las proteínas antigénicas procedentes de patógenos, y su posterior

síntesis por medio de métodos químicos. Las proteínas bacterianas o virales

con capacidad antigénica presentan múltiples fragmentos (epítopos) que

determinan su especificidad y actividad, pero sólo un número limitado de ellos

está relacionado con una respuesta protectora eficaz. Mediante ingeniería

genética y la utilización de anticuerpos monoclonales, es posible identificar

fragmentos con capacidad inmunológica y posteriormente sintetizarlos

químicamente, haciéndoles que adopten una configuración espacial adecuada

(mimotopos) para poder ser reconocidos por el sistema inmunológico del

individuo.

Ha sido empleada para malaria y el péptido gp 120 del virus del SIDA

C. VACUNAS ANTI-IDIOTIPO

Son de utilidad en casos en los que el agente patógeno sufre un gran número

de mutaciones, como el caso del VIRUS DE LA GRIPE, resulta difícil

encontrar una vacuna eficaz frente a la infección. Las limitaciones son su

carácter experimental.

D. VACUNAS DE PROTEÍNAS Y PÉPTIDOS RECOMBINANTES

E. VACUNAS GÉNICAS

Independientemente de la forma de entrada, los antígenos virales se traducen y

procesan en las células diana, generando una respuesta inmunológica de tipo

humoral y celular. Al ser las células del paciente las que producen la proteína, el

antígeno no contiene impurezas, al contrario que en las vacunas tradicionales, donde

en el proceso de purificación del antígeno pueden quedar trazas de antibióticos o

proteínas del medio de cultivo.

Las ventajas que surgen de esta nueva generación de vacunas son muchas: reducen

los riesgos de infección, de reversión a la virulencia o patogenicidad y poseen una

gran termoestabilidad. Además su producción es relativamente sencilla lo que

reduciendo los costes de producción. Sin embargo, aún no se sabe si esta clase de

vacunas podrían llegar a tener efectos adversos sobre el material genético del

paciente.

En el caso de las vacunas de DNA desnudo, debido a su baja eficacia de

transfección (inserción del plásmido en las células humanas o de otros mamífero), se

está recurriendo a medios mecánicos para su aplicación, como por ejemplo el uso de

la pistola génica (figura 2) o inyección intramuscular, pero no está claro si estos dos

métodos realmente aumentan la eficiencia del proceso en todos los casos. No se

conoce la razón, pero las células que capturan el DNA con mayor eficiencia son las

células musculares, que a su vez transfieren el antígeno, de forma desconocida, a

las células responsables de la respuesta inmune. Otra desventaja de estas vacunas,

es que no poseen la capacidad de generar respuestas humorales tan intensas como

las vacunas clásicas y puede aparecer autoinmunidad debido a la expresión

continuada del antígeno.

Una de las dificultades que existen en el diseño de este tipo de vacunas es el de

seleccionar correctamente la proteína capaz de activar la respuesta inmunológica

más intensamente.

Figura. Aplicación de la vacuna génica mediante jeringa o la pistola génica (Shors, Teri “Virus: estudio molecular con orientación clínica”, Medica Panamericana, 2009.)

Actualmente estas vacunas se encuentran en fase de experimentación con animales

o en las primeras fases de ensayos clínicos. Por ahora los resultados son

alentadores pero hace falta más tiempo para poder conocer posibles efectos

adversos. Ángel Gil, experto en medicina preventiva reconoció en el periódico “El

País” que este tipo de vacunas aún plantean dudas importantes sobre su eficacia y

seguridad. Sin embargo, la mayor parte de la comunidad científica cree que las

vacunas de DNA tendrán gran relevancia en el futuro. Este tipo de vacunas no solo

está dirigido a enfermedades víricas sino que su espectro se amplía a enfermedades

de tipo autoinmune como la esclerosis múltiple [Garren H. (2008) “Phase 2 trial of a

DNA vaccine encoding myelin basic protein for multiple sclerosis”, Ann Neurol.

2008;63(5):611-20] o el cáncer. La línea que separa las vacunas de la terapia génica

cada vez es más difusa.

En el año 2006 la FDA autorizó la comercialización de la primera vacuna génica

dirigida contra el virus del Oeste del Nilo (VON) para uso veterinario. Tres vacunas

génicas para el VIH se encuentran en ensayos clínicos de fase II. También en esta

fase se encuentra otra vacuna para la malaria, para la leucemia linfoide crónica y el

virus de la gripe. En fase I para el ébola, la hepatitis B y C. La mayoría se encuentra

aun en fase preclínica, es el caso de la vacuna frente al virus del papiloma humano,

tuberculosis, leishmaniasis, rotavirus y citomegalovirus entre otros. (Fuentes: US

National Institute of Allergy and Infectious Disease y Genoma España)

Claramente las vacunas génicas de tercera generación tienen un gran potencial y

son un campo que hay que seguir explorando.

F. VACUNAS COMESTIBLESLa principal ventaja de las vacunas comestibles radican en que al ser administrados de forma oral, desencadenan una respuesta inmunitaria mucosa.

COMPARACIÓN DE VACUNAS CLÁSICAS Y DE UNA NUEVA GENERACIÓN

APLICACIONES DE LAS VACUNAS

CAPITULO IV:ESTRATEGIAS EN

VACUNAS PARA

DIVERSAS

PATOLOGÍAS

ESTRATEGIAS EN VACUNAS PARA DIVERSAS PATOLOGÍAS

CAPITULO V:PERSPECTIVAS PARA

EL DESARROLLO,

NUEVOS SISTEMAS

DE PRODUCCIÓN Y

FORMULACIÓN DE

VACUNAS

PERSPECTIVAS FUTURAS PARA EL DESARROLLO DE LAS VACUNAS

Según expertos aquellas tecnologías que reciben una mayor valoración respecto a

las perspectivas futuras son las vacunas génicas, las vacunas combinadas en las

que sea posible la vacunación simultánea frente a varias enfermedades, los nuevos

adyuvantes e inmunomoduladores. De cerca les siguen los nuevos sistemas de

producción y vías de administración de vacunas, y las vacunas terapéuticas. Las

tecnologías de microencapsulación y las vacunas comestibles reciben una

puntuación algo inferior, mientras que las técnicas de inmunización pasiva mediante

anticuperoos son las de menor valoración.

NUEVOS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN DE VACUNAS

La modificación del contenido genético de los microorganismos, y su utilización como

vacuna, están permitiendo el desarrollo de prometedoras vacunas que sustituirán a

las vacunas tradicionales, las cuales presentan problemas en cuanto a su seguridad.

Las nuevas técnicas de producción de vacunas corresponden a vacunas de vectores

(bacterianas y víricas), vacunas de ADN desnudo, y vacunas en plantas

transgénicas.

FORMULACIÓN DE LAS NUEVAS VACUNAS

Dos estrategias diferentes se están investigando en relación con la formulación de

las nuevas vacunas, cuyo fin es el de conseguir, por un lado, vacunas antigénicas de

lenta liberación en el organismo mediante técnicas de microencapsulación y, por otro

lado, aumentar la potencia inmunogénica mediante nuevos adyuvante e

inmunomoduladores.

1. Microencapsulación. Consiste en recubrir antígenos vacunales mediante polímeros biodegradables que produzcan una liberación lenta y programada de estos antígenos en el organismo, lo que permitiría obviar la necesidad de dosis adicionales de vacunas.- Polímeros constituidos por liposomas inocuos para el organismo- Biodegradables y estables durante periodos de tiempo prolongados- Administración por vía oral o parenteralEjemplo: virosomas (aplicables para la administración de antígenos, ADN, ARN o medicamentos, no requieren de adyuvantes), *las tecnologías basadas en NANOTECNOLOGÍA, para diseñar transportadoes o vectores de vacunas en el desarrollo de los llamados “sistemas libres de aguja”, alternativos a los métodos de inyección actuales. Objetivo de la FUNDACIÓN BILL Y MELINDA GATES Y LA ALIANZA GLOBAL PARA VACUNAS E INMUNIZACIÓN (GAVI)

2. NUEVOS ADYUVANTES E INMUNOMODULADORESSon utilizados para mejorar la inmunogenicidad de las vacunas de polisacárids

capsulares; existiendo otra estrategia que persigue el mismo objetivo.

Son sustancias que se añaden a las vacunas con el fin de prolongar o de

intensificar la respuesta inmunitaria del organismo frente al antígeno

específico. Ejemplo: aluminio en sus distintas formas de sales (triple

bacteriana, hepatitis), pero la principal desventaja es que no permite la

liofilización.

3. Administración múltiple

Vacunas combinadas: incluyen múltiples antígenos

Ventajas: - Disminuir el número de inyecciones con la máxima eficacia.

- Mejorar las coberturas vacunales, simplificando los programas de

vacunación

- Reducción de costos de los programas de vacunación, respecto al material

de inyección, el número de consultas médicas, el gasto de conservación y

el almacenamiento.

Ejemplo:Vacunas de siete antígenos (PTPa-hib-VPI-VHB-VHA), y la vacuna tetravírica

(sarampión-rubéola-parotiditis- varicela S-R-P-V).

VACUNAS MIXTAS: La respuesta inmune que proporciona una primera vacunación es a menudo insuficiente para generar una protección duradera, mientras que la combinación de distintos tipos de vacunas administradas en un intervalo de tiempo de semanas, ha demostrado ser más efectiva según recientes estudios.Si se administra una vacuna de ADN o de vectores vivos recombinantes como primera inmunización, seguida de otra vacuna de recuerdo de tipo génico (por ejemplo, una vacuna vírica recombinante del mismo antígeno), la respuesta inmune y la protección conferida son significativamente superiores.Esta estrategia se encuentra en ensayos clínicos para MALARIA y HIV

CONCLUSIONES:- Las vacunas son muy importantes para todos porque nos protegen de

algunas enfermedades. Gracias a ellas se ha encontrado prevenir

diferentes enfermedades. Siendo sustancias biológicas hechas a bases de

microorganismo o parte de ellos inactivados, muertos o atenuados con la

finalidad de lograr una respuesta inmunológica, serosa o mucosa.

- Las vacunas tradicionales en la actualidad ofrecen desventajas en cuanto

a su almacenamiento y costo en cambio las vacunas que puedan

desarrollarse por ingeniería genéticas van a ofrecer mejores condiciones

en cuanto a lo económico, seguridad, almacenamiento.

- La ingeniería genética ofrece una gran cantidad de vacuna que se están

desarrollando y que aun están en estudio para enfermedades causadas

por diversos microorganismos patógenos como bacterias, virus, hongos;

así como también poder combatir enfermedades como el cáncer, diabetes

y otras que aún nos aquejan.

BIBLIOGRAFIA:

AUTORES: VACUNAS HUMANAS DE NUEVA GENERACION. Marta López, Paloma

Mallorquin, Edicion 2004, Editorial España. http://www.slideshare.net/