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¿Por qué las vacunas funcionan mejor en unos animales que en otros?

Un estudio sobre vacunas de la enfermedad respiratoria bovina a gran escala revela el papel de la genética en la respuesta inmunitaria

El estudio ha analizado las diferentes respuestas a la vacuna contra la ERB en distintos ejemplares de vacas angus negras.
El estudio ha analizado las diferentes respuestas a la vacuna contra la ERB en distintos ejemplares de vacas angus negras.

¿Por qué las vacunas funcionan mejor en unos animales que en otros?

Un estudio sobre vacunas de la enfermedad respiratoria bovina a gran escala revela el papel de la genética en la respuesta inmunitaria

Redacción - 25-04-2022 - 09:07 H - min.

Las vacunas son una herramienta fundamental para proteger a los seres humanos y a los animales contra los agentes patógenos, pero un reto importante en su desarrollo es entender por qué las vacunas funcionan mejor para algunos individuos que para otros.

Para responder a esta pregunta, un equipo de investigación dirigido por Yana Safonova, profesora adjunta del Departamento de Informática de la Escuela de Ingeniería Whiting de la Universidad Johns Hopkins, estudió a las vacas angus negras y sus diferentes respuestas a la vacuna contra la enfermedad respiratoria bovina (ERB). Los resultados del equipo se han publicado recientemente en la revista Genome Research.

La ERB es la principal causa de muerte natural de las vacas y se calcula que cuesta a la industria ganadera 900 millones de dólares al año. La medicación es cara, por lo que los ganaderos recurren a la vacunación para mitigar el problema.

Al llevar a cabo una investigación para el Departamento de Agricultura de Estados Unidos, Safonova y los investigadores de la Universidad de California en San Diego trataron de entender cómo la estructura genética única de las vacas y otros animales bovinos, como bisontes, búfalos y antílopes, creaban anticuerpos de la vacuna contra la ERB.

"Queríamos responder a una pregunta concreta: ¿Por qué algunos individuos de la población de vacas black angus responden de forma muy diferente a la misma vacuna?", recuerda Safonova.

Los investigadores examinaron una característica distintiva de la inmunidad bovina: los largos bucles H3 de la región que determina la complementariedad en los anticuerpos que crean. Se ha comprobado que los anticuerpos bovinos con esos bucles CDR H3 ultralargos neutralizan ciertas cepas del VIH, y Safonova y su equipo han descubierto que también son una de las claves para desarrollar respuestas de anticuerpos contra la BRD.

Utilizando una nueva herramienta computacional que diseñaron, Safonova y su equipo analizaron los datos de secuenciación de los anticuerpos producidos por la población de vacas angus negras y señalaron las variaciones genéticas de los anticuerpos asociadas a las respuestas inmunitarias.

Los investigadores descubrieron que, si bien la creación de estas estructuras de anticuerpos únicas se desencadenaba con cada dosis de vacuna, la eficacia de la misma (la eficacia real de la vacuna) se determina mucho antes de que el individuo monte una respuesta inmunitaria. Los segmentos de ADN llamados genes de inmunoglobulina variable, de diversidad y de unión, también denominados genes IG, son los que producen los anticuerpos y controlan las respuestas individuales a una vacuna.

Esto significa que la eficacia de la vacuna para un individuo está predeterminada incluso antes de que se administre la vacuna. Dado que el método desarrollado por los investigadores puede revelar estos marcadores genéticos, los productores de ganado podrían utilizar esta información para criar selectivamente vacas que sean menos susceptibles a la ERB en función de su predisposición genética, explica Safonova.

Los investigadores afirman que su estudio es el mayor de inmunogenética personalizada en cualquier especie hasta la fecha, y que sus resultados abren las puertas a la aplicación de la inmunosecuenciación a los estudios de vacunas en humanos. Una investigación inmunogenética en profundidad permitiría a los científicos descubrir patrones en el genoma humano que determinen la respuesta programada del organismo a las vacunas. De hecho, Safonova afirma que un estudio a gran escala de la inmunogenética humana podría ayudar a comprender las variaciones de la respuesta a las vacunas antes de la próxima pandemia.

"Con las nuevas cepas de Covid-19, las nuevas variantes y la necesidad de vacunación, podemos demostrar que este tipo de estudio funcionará para muchos sujetos diferentes. Queremos destacar cómo podemos estudiar el proceso de vacunación en diferentes genomas", concluye Safonova.

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