Descripción general de los parásitos humanos y animales
Con el desarrollo de la economía mundial y la mejora del nivel de vida de las personas, tanto los países desarrollados como los en desarrollo han lanzado una locura por las mascotas. En los últimos diez años, la industria de las mascotas se ha desarrollado rápidamente en China y perros, gatos, peces y pájaros han entrado en los hogares de la gente. Tener mascotas, especialmente perros y gatos que tienen una relación más cercana con las personas, no solo agrega diversión a la vida de las personas, sino que también representa una amenaza para la salud humana. Ha traído oportunidades de negocio sin precedentes al mercado de las mascotas y también ha planteado graves desafíos a la prevención y el control de las enfermedades parasitarias humanas y animales. Por lo tanto, este artículo revisa el estado actual de la investigación de CPCMA y su uso en el control de vacunas para mascotas (perros, gatos).
1 Las mascotas (perros, gatos) y animales* * * padecen enfermedades parasitarias.
1.1 Tipos principales Según la búsqueda bibliográfica, existen al menos 39 tipos de enfermedades parasitarias registradas en perros, gatos, humanos y animales, lo que representa aproximadamente el 56% del CPCMA. Entre ellos, 9 especies de protozoos (leishmaniasis visceral, leishmaniasis cutánea, leishmaniasis cutánea, neumocistosis, toxoplasmosis, tripanosomiasis africana, enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, isosporidiosis, gusanos de giardiasis), 8 especies de duelas (esquistosomiasis, clonorquiasis, posclonorquiasis, doble- trematodos septados, equinococosis, fascioliasis, trematodos heterotípicos, trematodos). Enfermedad hidatídica, esparganosis, esquizofrenia, enfermedad hidatídica, microcisticercosis), 10 tipos de enfermedades por nematodos (enfermedad por anquilostomas, enfermedad por nematodos quísticos, enfermedad por gusanos capilares, enfermedad del gusano de Guinea, filariasis canina, enfermedades por gusanos filariasis malaya, nematodos chupadores, gusanos de la mandíbula, estrongiloidiasis, triquinelosis), enfermedad hidatídica.
1.2 Tipos de ciclo vital [2]
1.2.1 Los organismos patógenos directos se transmiten directamente a vertebrados susceptibles o a humanos a través del contacto o los medios. Los patógenos no se desarrollan ni se reproducen durante la transmisión. proceso. . Como la sarna y la demodicosis, se denominan zoonosis directas.
1.2.2 El ciclo de vida cíclico requiere más de un huésped vertebrado. Como teniasis, enfermedad hidatídica, etc. , llamada enfermedad zoonótica cíclica.
1.2.3 Los patógenos transmitidos por vectores se desarrollan y reproducen, o ambas cosas, en los medios y luego se transmiten a los vertebrados o a los humanos. Como malaria, filariasis, etc. , se denomina enfermedad zoonótica transmitida por vectores.
1.2.4 La contaminación existe en entornos no animales donde se desarrollan o almacenan huéspedes vertebrados y patógenos, como agua, alimentos, suelo, plantas, etc. La infección del huésped se produce a partir de entornos no animales contaminados. Como la anquilostomiasis, la ascariasis fecal, etc. A esto se le llama contaminar a humanos y animales.
1.3 Factores epidémicos
1.3.1 Amplia fuente de infección, humana y animal * * * Los parásitos no son estrictos en la selección de huéspedes y un parásito puede parasitar a múltiples huéspedes. Además de humanos, perros y gatos, también hay mamíferos, aves, peces, reptiles y muchos otros animales salvajes. El huésped infectado es una fuente importante de infección, y la naturaleza generalizada de la fuente de infección es la razón principal por la que el CPCMA está ampliamente distribuido y es difícil de controlar.
1.3.2 Múltiples rutas de transmisión La propagación y prevalencia de CPCMA es un proceso en el que humanos y animales * * * participan en el movimiento de las poblaciones de parásitos en el ecosistema. Las rutas de transmisión incluyen de animal a animal, de humano a animal, de animal a animal y de humano a animal. Varios vínculos populares son independientes entre sí, están interconectados, se influyen entre sí y se restringen entre sí. También existen varios modos de infección, incluidos los modos de infección congénitos y adquiridos, como la transmisión oral, cutánea o mucosa, por contacto, por gotitas, por placenta, por artrópodos, etc.
1.3.3 La inmunidad de los huéspedes susceptibles a la infección parasitaria es mayoritariamente inmunidad no eliminatoria, mientras que los huéspedes no infectados son susceptibles debido a la falta de inmunidad específica. Esta inmunidad adquirida específica desaparece gradualmente cuando se elimina el parásito en un huésped inmune infectado y el huésped se vuelve susceptible a la reinfección nuevamente. La susceptibilidad a ciertos parásitos no sólo está relacionada con la inmunidad, sino también con los hábitos alimentarios y de vida del huésped.
1.4 Principios de prevención y control La prevención y el control del CPCMA a menudo desarrolla leyes, regulaciones y sistemas de supervisión y gestión correspondientes basados en la situación epidémica y los patrones epidémicos, combina orgánicamente el control de la fuente de infección, el corte de las rutas de transmisión y la protección. huéspedes susceptibles, y adapta las medidas a las condiciones locales, prevención primero, manejo integral.
La inmunoprevención es la prevención y el tratamiento de enfermedades parasitarias induciendo al huésped a producir inmunidad específica mediante la vacunación. Los científicos nacionales y extranjeros la consideran la medida de prevención y control más segura y eficaz, y también es un objetivo que las personas han fijado. persiguiendo durante muchos años.
2. Investigación sobre vacunas antiparasitarias para mascotas (perros, gatos), humanos y animales.
2.1 Situación Actual y Necesidades Durante mucho tiempo, la prevención y el tratamiento de enfermedades parasitarias en humanos y animales se ha basado principalmente en fármacos antihelmínticos, y ha conseguido resultados notables. En los últimos 10 años, los fármacos antihelmínticos se han convertido en el segmento de más rápido crecimiento del mercado farmacéutico animal, representando aproximadamente una cuarta parte de las ventas mundiales de fármacos animales (18 billones de dólares) [4]. Hasta la fecha, los fármacos antihelmínticos siguen desempeñando un papel importante en el tratamiento y control de las enfermedades parasitarias. Sin embargo, la aplicación a largo plazo y a gran escala de medicamentos químicos ha dado lugar a parásitos resistentes a los medicamentos, residuos de medicamentos químicos y contaminación ambiental y de seguridad alimentaria causada por residuos de medicamentos [5]. Además, la evidente reinfección de parásitos, el largo ciclo de desarrollo y la enorme inversión en nuevos medicamentos antiparasitarios, y el deseo y la demanda de los dueños de mascotas de prevención con vacunas han atraído gran atención por parte de investigadores científicos y empresas. El nuevo campo del control de vacunas contra parásitos está surgiendo silenciosamente y un mercado comercial potencialmente enorme para vacunas contra parásitos de mascotas enfrentará competencia.
2.2 Progreso en la investigación de vacunas Dado que las vacunas son seguras, no tienen efectos secundarios, no generan residuos y no contaminan, tienen una doble función de prevención y tratamiento y son fácilmente aceptadas por los consumidores, los seres humanos están muy satisfechos con Se hizo una solicitud para prevenir y tratar con vacunas casi todas las enfermedades infecciosas. Aunque la estructura del parásito, los antígenos complejos, los sitios parásitos y los mecanismos inmunes especiales traen muchas dificultades al desarrollo de vacunas, la demanda de salud y seguridad de los consumidores, así como la demanda de vacunas en el mercado de mascotas con ganancias de más de 3 billones de dólares estadounidenses. , , lo que ha dado un gran impulso a la investigación de vacunas contra parásitos. Aunque se han logrado avances significativos en la investigación de vacunas veterinarias contra parásitos, la gran mayoría de las vacunas contra parásitos comercializadas siguen siendo vacunas vivas o vacunas vivas atenuadas. Debido a problemas como la baja tasa de protección, la escasa seguridad, la baja producción y los altos costos, las perspectivas de comercialización no son optimistas (Bain, 1999) [6]. La investigación sobre vacunas genéticamente modificadas y vacunas de ácido nucleico puede hacer realidad la industrialización y comercialización de vacunas contra parásitos, y muchos científicos tienen grandes expectativas al respecto (Alarcón et al., 1999) [7].
2.2.1 La vacuna protozoaria es un patógeno importante que causa CPCMA. En el campo de la investigación médica, las personas han acumulado muchos conocimientos en inmunología, genómica y vacunología en el estudio de Plasmodium, Toxoplasma gondii, Leishmania y Trypanosoma, y han utilizado estos conocimientos para desarrollar vacunas contra Giardia, Toxoplasma gondii y vacunas contra Cryptosporidium. y las vacunas contra la coccidiosis se utilizan para prevenir y tratar enfermedades parasitarias en los animales. Actualmente, ya hay varias vacunas en el mercado (Olson et al., 2000; Augstine, 2001) [8,9] La investigación sobre las vacunas contra Leishmania ha pasado por el proceso de vacunas de gusanos enteros, vacunas recombinantes y vacunas de ácido nucleico. En 1999, los estudios confirmaron que el GLP (lipofosfopolisacárido) era una vacuna candidata prometedora para bloquear la transmisión. En la actualidad, los genes de antígenos protectores de las principales vacunas de ácido nucleico de Leishmania incluyen el antígeno de superficie gp63, LACK, PSA-2, antígeno de superficie/gp46/M-2, etc. Handman et al. (2001) descubrieron que las vacunas de ADN también tienen efectos terapéuticos [10]. Mendez et al. (2001) utilizaron L. major para estudiar la inmunidad de los ratones C57BL/6. [11]. Además, también se descubrió una proteína LACK con una alta tasa de protección. Después de construir la vacuna gigante LACK DNA [12] de Leishmania, se confirmó que puede inducir la respuesta Th1 y controlar la infección.
La vacuna contra Giardia desarrollada por la Fort Dodge Animal Health Organization (1999) puede reducir o prevenir los quistes de Giardia en los intestinos de perros y gatos, consiguiendo en última instancia que no haya infección por trofozoitos en animales vacunados (Olson et al., 2000 ) [13]. En 1993, Intervet desarrolló la vacuna de ADN contra el toxoplasma "Toxovax" utilizando la cepa Toxoplasma gondii S48 y logró resultados eficaces en la prevención de la toxoplasmosis en ovejas. En cuanto a la investigación sobre la vacuna de ácido nucleico de Toxoplasma, Angus et al. (1996) utilizaron el plásmido pesado SAGI de Toxoplasma para inmunizar ratones para la investigación preliminar. Zhou Yongan et al. (1999) inmunizaron ratones con el plásmido de expresión eucariota PcDNA3-p30 y los resultados mostraron que los anticuerpos séricos aumentaron y el tiempo de supervivencia de los ratones infectados se prolongó [14]. Guo Hong et al. (1999) utilizaron IFN-γ como adyuvante para inmunizar ratones.
Los resultados mostraron que la actividad de las células NK y las células T CD8+ aumentaron significativamente, y la proporción CD4+/CD8+ se redujo significativamente [15]. Se están estudiando vacunas recombinantes para prevenir la coccidiosis y también se están realizando experimentos para inducir respuestas inmunes mediante el antígeno de coccidiosis EalA expresado en vectores de Salmonella (Song et al., 2000) [16]. Muchos estudios experimentales han demostrado que se puede establecer artificialmente una inmunidad protectora contra la infección por protozoos.
2.2.2 Vacuna contra trematodos Los trematodos humanos tienen huéspedes vertebrados y la mayoría de ellos pueden transmitirse de forma natural entre humanos y vertebrados. En la actualidad, las investigaciones sobre su vacuna se encuentran principalmente en Schistosoma japonicum y Fasciolia. La investigación de la vacuna contra el esquistosoma también ha pasado por el proceso de desarrollo desde vacunas de gusanos completos (vacunas muertas, vacunas vivas, vacunas vivas homólogas atenuadas, vacunas vivas heterólogas) hasta vacunas moleculares (vacunas de subunidades genéticamente modificadas, vacunas de péptidos sintéticos, vacunas de ácido nucleico). Con el desarrollo de la biotecnología de alta tecnología, se descubren e identifican constantemente moléculas antigénicas o genes antigénicos candidatos a la vacuna contra Schistosoma japonicum, y las vacunas genéticamente modificadas se han convertido en la principal dirección de investigación. Durante 1998, la OMS/TDR llevó a cabo experimentos paralelos con varias moléculas candidatas a vacuna contra Schistosoma mansoni (Sm) en dos laboratorios independientes y propuso seis posibles moléculas candidatas a vacuna, entre ellas SmGST (glutatión péptido-S-transferasa) de 28 kDa, paramiosina (paramiosina) de 97 kDaSm e IrV. -5 (molécula antigénica detectada por suero inmune cercarial atenuado). Entre ellos, GST ha entrado en ensayos clínicos, la paramiosina, los antígenos MAP-4/TPI y Sm14 se prepararán de acuerdo con los estándares GMP para ensayos clínicos, mientras que se recomienda continuar la investigación en forma de ADN con IrV-5 y MAP-3/Sm23. inmunización [2].
En 1999, se informó que las catepsinas L1 y L2 secretadas por Fasciola hepatica son moléculas proteicas importantes involucradas en la evasión inmune, la penetración en los tejidos y la absorción de nutrientes (Mulcahy et al., 1999; Spithill et al., 1999). ) [17, 18]. Inocularlo en el ganado puede reducir la cantidad de gusanos entre un 42% y un 69% y la viabilidad de los huevos de gusanos en un 60%. Si se combina con hemoglobina de alto peso molecular, la tasa de protección puede aumentar al 73% (McGonigle et al., 1995). Piacenza et al. (1999) inocularon ovejas con él, y la tasa de protección fue del 60% y la tasa de reducción de huevos fue del 71% al 81%. Cuando se combina con leucina aminopeptidasa natural, la tasa de protección puede aumentar al 79% [19]. Las tasas de protección de otras moléculas proteicas de Fasciola hepatica, como la glutatión S-transferasa (GST) y la proteína fijadora de ácidos grasos (FABP), para el ganado son 65.438+09% ~ 67% y 55% respectivamente, pero la vacuna recombinante contra Fasciola hepatica No informado (Spithill et al., 65, 438+0999) [20].
2.2.3 Vacuna de Taenia spp. Taenia spp. también puede causar enfermedades en humanos y animales. La cisticercosis y la equinococosis causadas por el parasitismo de las larvas de Taenia spp. La investigación sobre vacunas recombinantes para prevenir las tenias (cisticercosis) y la equinococosis (enfermedad hidatídica) ha tenido éxito. En la década de 1980, resultados experimentales realizados en China, Nueva Zelanda, Australia y Argentina demostraron que la tasa de protección de la vacuna equinocócica EG95 contra la infección del ganado era del 96% al 100%. La vacuna 45W tiene una tasa de protección de más del 92% contra la infección por Taenia solium en ovejas, y la vacuna Taenia saginata es igualmente eficaz para prevenir la infección en ganado vacuno. Los antígenos EG95 y 45W se expresan en la superficie de los gusanos hexagonales y se combinan con anticuerpos y complemento para evitar que los gusanos hexagonales escapen y migren, desempeñando así un papel inmunológico protector. Otra característica importante es que puede generar protección entre especies. Se ha demostrado que el complejo de Taenia solium 45W y To18t de 16 moléculas puede inducir infección artificial en cerdos, con un índice de protección del 93%. Por lo tanto, tiene potencial de aplicación en la prevención de infecciones humanas (Lightowlers et al., 2000) [21]. Chabalgoity (2001) informó que una forma débilmente expresada de Salmonella typhimurium (LVRO1) en la proteína fijadora de ácidos grasos de la tenia Echinococcus puede generar respuestas inmunitarias humorales y celulares efectivas, y los autores recomiendan el uso de esta expresión al estudiar otras vacunas caninas caninas porque la La forma expresada de Salmonella Typhimurium LCRO1 es inofensiva para los perros [22].
2.2.4 Vacuna contra nematodos Los objetivos de la investigación de la vacuna contra los anquilostomas son principalmente reducir la carga de insectos, reducir la pérdida de sangre del huésped y mejorar la defensa cruzada.
Ya en la década de 1930, el Departamento de Entomología de la Escuela de Salud Pública de la Universidad Johns Hopkins en Estados Unidos utilizó larvas vivas de tercer estadio (L3) de Leptospira canis para inocular perros y ratas por vía oral o subcutánea, lo que puede reducir el número de Lombrices y hemorragias del tracto intestinal. En la década de 1960, la vacuna L3 se convirtió en una vacuna viva atenuada y se comercializó a principios de la década de 1970. Sin embargo, se eliminó porque no podía resistir la infección y la reinfección y era costoso. Posteriormente, la investigación se centró en la proteína secretada L3 (ASP). En la actualidad, se han aislado y clonado proteínas similares de ASP-1 y ASP-2 a partir de Leptospira duodeno, Leptospira ceylonensis y Leptospira americana. Y hay pruebas de que la ASP es un antígeno vacunal prometedor [23].
Los nematodos gastrointestinales causados por Haemophilus, Osterella y Trichomonas son los parásitos más importantes del ganado vacuno, ovino y otros animales. Ocupan la mayor parte del mercado de medicamentos antihelmínticos y la gente invierte mucha energía en investigación. . Una vacuna eficaz contra los nematodos es una molécula de proteína de 110 kda h 11 con actividades aminopeptidasa A y M. La expresión de anticuerpos de unión a H11 en las microvellosidades de los nematodos puede destruir la capacidad de alimentación de las larvas y los adultos de los nematodos en la cuarta etapa, y la tasa de protección para los corderos alcanza más del 90%. Esta tasa de protección está relacionada con el título de anticuerpos. Dado que el H11 no es inmunogénico en la infección natural, se considera un "antígeno oculto" (Newton et al., 1999) [24]. Los estudios han demostrado que Haemophilus contortus p100GA1 tiene una tasa de protección del 60 % y una tasa de reducción del 50 % en la prevención de infecciones heterólogas en cabras. La extracción de una sola molécula, o al menos unas pocas moléculas, de numerosos componentes de la vacuna que puedan producir protección cruzada se ha convertido en el foco de la investigación sobre vacunas contra nematodos. Los "antígenos ocultos" se consideran los candidatos más ideales. Otro desafío es industrializar la investigación de vacunas a través de tecnologías como el ADN recombinante, y la investigación sobre H11, H-gal-GP y TSBP recombinantes se está desarrollando en esta dirección (Knox et al., 2001) [25].
2.2.5 La investigación actual sobre vacunas contra artrópodos se centra principalmente en artrópodos (garrapatas, ácaros, moscas hematófagas, piojos, etc.) y en animales económicos como el ganado vacuno y ovino. La más emblemática es la vacuna genéticamente modificada expresada en E. coli [tick gard TM], desarrollada conjuntamente por el Instituto Australiano de Biotecnología y CSIRO para la prevención de las garrapatas del ganado [26]. Desde entonces, una vacuna recombinante similar [gavac TM] ha sido expresada con éxito en levadura y comercializada por el Instituto Heber de Biotecnología en La Habana, Cuba (García et al., 2000) [27]. Los anticuerpos inducidos por la vacuna pueden unirse y disolver la molécula Bm86 en las células intestinales de la garrapata, interfiriendo así con el comportamiento de succión de sangre de la garrapata y reduciendo su capacidad reproductiva. Desde 65438 hasta 0999, el Instituto Australiano de Investigación Biotecnológica desarrolló la vacuna [TickGard Plus(TM)] de segunda generación, que puede producir una respuesta inmune fuerte y duradera. Ese mismo año, Canadá aprobó la proteasa "hipodermina A" para la prevención de Dermatophagoides farinae en una vacuna recombinante (Pruett, 1999) [28].
2.3 Perspectivas de la investigación sobre vacunas parasitarias La evidencia anterior muestra que existen muchos tipos de CPCMA, factores epidémicos complejos y una prevención y control difíciles. Se están realizando esfuerzos para encontrar una nueva forma de prevenir y eliminar eficazmente esta enfermedad. Una gran cantidad de resultados de investigaciones han demostrado que es factible inducir inmunidad protectora en el huésped mediante la vacunación para evitar que parásitos y artrópodos infecten o invadan al huésped. Aunque se han logrado avances significativos en la investigación de antígenos candidatos para diversas vacunas contra parásitos, las tasas de protección inmunitaria inducidas por la mayoría de las vacunas son insatisfactorias. El aislamiento y la detección de antígenos, la clonación y recombinación de genes, la expresión eficiente, la mejora de la tasa de protección y la protección cruzada siguen siendo el foco de futuras investigaciones. Por supuesto, el proceso de investigación y comercialización de preparados de vacunas contra parásitos no se logra de la noche a la mañana. Implica múltiples vínculos, como la biología de los parásitos, la biología molecular, la inmunología, los experimentos con vacunas, la industrialización y la comercialización. Creemos que con la aplicación y el desarrollo de altas tecnologías modernas como la inmunología, la genómica y la biología molecular en el campo de la parasitología, las vacunas parasitarias desempeñarán un papel importante en la prevención y el control de CPCMA.