Desarrollo de vacunas para el control de garrapatas.

Resumen

Las garrapatas Rhipicephalus (Boophilus) spp. afectan a la ganadería de los países de zonas tropicales y subtropicales provocando perdidas millonarias a la industria. Los métodos de control para combatirlas emplean baños garrapaticidas que contaminan el medio ambiente, la carne y la leche, y seleccionan garrapatas cada vez más resistentes. La vacunación, empleando la proteína rBm86 aislada del intestino de Rhipicephalus microplus como antígeno, controló eficazmente infestaciones por R. microplus, redujo el consumo de garrapaticidas, la frecuencia de los baños y sus costes asociados, y la incidencia de las enfermedades que trasmiten atenuando los efectos negativos sobre el ambiente y los subproductos de la industria. Sin embargo, el éxito comercial de la vacunación ha sido limitado porque el antígeno no es eficaz para controlar especies de garrapatas distintas y su proceso de producción es complejo y relativamente caro. En este trabajo de tesis se identificaron, diseñaron, produjeron y evaluaron varios antígenos para vacunas contra garrapatas y otros ectoparásitos hematófagos y se desarrollaron bio-procesos para producirlos. Un primer grupo de antígenos incluyó las proteínas ortólogas de Bm86 de R. microplus en cepas de R. annulatus y R. decoloratus procedentes de África y Asia. Los antígenos se expresaron secretados en Pichia pastoris, se purificaron y formularon en vacunas. La efectividad se evaluó frente a R. microplus y R. annulatus, siendo la última cepa la más susceptible y la proteína rBm86 la más eficaz. Sustituyendo en la proteína MSP1a de Anaplasma marginale varios péptidos repetidos que se exponen sobre su superficie celular por los péptidos antigénicos de BM95, proteína homóloga de rBm86, y expresándolos sobre la superficie de Escherichia coli, se diseñó el antígeno quimérico BM95-MSP1a. El nuevo antígeno se evaluó en el modelo de conejo y mostró eficacia en el control de las infestaciones por R. microplus. Finalmente, el antígeno akirina del mosquito Aedes albopictus, ortólogo del antígeno subolesina de Ixodes scapularis, se expresó y secretó en P. pastoris y se produjo en una fermentación extractiva en un Sistema de Dos Fases Acuosas que permitió su expresión y purificación en una sola etapa. El antígeno mostró eficacia en el control de las garrapatas Amblyoma americanum, I. scapularis y R. sanguineus, de los mosquitos Anopheles atroparvus, Aedes cassius y Culex pipiens, de Phlebotomus perniciosus y de Dermanyssus gallinae evidenciando por primera vez que es posible el desarrollo de una vacuna universal para controlar múltiples artrópodos hematófagos. El análisis de la viabilidad económica de los bio-procesos diseñados corroboró que los que emplearon E. coli como sistema de expresión fueron los más productivos y rentables, en particular, el que se basó en exponer antígenos sobre la membrana bacteriana. Cuando la complejidad de las proteínas hizo imprescindible usar P. pastoris, por su capacidad de efectuar modificaciones post-trasduccionales, los bio-procesos basados en la expresión secretada de los antígenos fueron mucho más sencillos y económicos que los basados en la expresión intracelular.