Desenvolvimento de vacinas
contra Bronquite infecciosa
MV MSc. PhD. Jorge Luis Chacón
Generalidades
Reference: World Livestock Disease Atlas:” A Quantitative
Analysis of Global Animal Health Data (2006-2009)”. The
World Bank. 2011.
Jorge Luis Chacón
Generalidades
• BI: segunda doença mais custosa da avicultura mundial!!!
• BI no Brasil: perdas em fertilidade, conversão alimentar e condenação ao abate.
Tabela. Estimativa de perdas por BI no estado de Paraná (Assayag e col, 2012).
Jorge Luis Chacón
Generalidades
Títulos altos para BI?
Mas eu vacino...
Porque a vacina não protege?
Estou errando na vacinação?
Devo colocar mais vacinas?
Foi problema da vacina?
Que vírus tenho na granja?
Estou usando a cepa vacinal
certa?
Jorge Luis Chacón
Ferramentas para o diagnóstico e
controle
 Caracterização :
• Sorológica: vírus neutralização
o Requer de soros de referência
o Técnica pouco utilizada
• Molecular: PCR - sequenciamento
gene S1
o Resultados disponíveis no banco de
genes para análise
o Rápida e amplamente utilizada
o Permite estudos epidemiológicos
o “Alta correlação com proteção”
Jorge Luis Chacón
Ferramentas para o diagnóstico e
controle
 Porque é difícil controlar BI:
M41
S
M41
H120
VAR
H120
Jorge Luis Chacón
Ferramentas para o diagnóstico e
controle
 Gene S1:
• Codifica epítopos onde os anticorpos neutralizantes se ligam.
• Glicoproteína S1 é a parte do vírus que se liga à célula hospedeira.
• Permite a determinação/classificação de sorotipo.
• Altamente relacionada à imunidade protetiva.
 Sequenciamento gene S1:
• Total ou parcial?
• Se parcial, que parte do gene?
Jorge Luis Chacón
Ferramentas para o diagnóstico e
controle
S
L
1a
S1
1
38 - 67
91 - 141
274 - 387
1
2
3
S2 3a 3b E
M
5a 5b
N
cleavage
Transmembrane
region
HVRs
Jorge Luis Chacón
Estratégias para o controle
 Estratégias baseadas na cepa vacinal:
Suspeita
vírus
variante
OBSERVAÇÕES DE CAMPO
CARACTERIZAÇÃO MOLECULAR
Disseminação
do genótipo(s)
dominante(s)
Detecção vírus
variante
ESTUDOS EPIDEMIOLÓGICOS
ESTUDOS DE PATOGENICIDADE
Semelhança com
cepas vacinais
(Mass)
ANÁLISE SOROLÓGICO
Analisar perdas
econômicas
AVALIÇÃO DA PROTEÇÃO CONFERIDA
POR CEPAS VACINAIS HETERÓLOGAS
DEFINIÇÃO DA ESTRATÉGIA DE
CONTROLE
Afeta trato
respiratório/renal/
reprodutivo
Semelhança
com vacinas
disponíveis
Estratégias para o controle
 Estratégias baseada na cepa vacinal:
ESTRATÉGIAS
BIOSEGURANÇA E
CONTINUAÇÃO COM
VACINAS DISPONÍVEIS
• Aparentemente não é
suficiente.
• Já conhecemos os
custos e resultados.
IMPORTAÇÃO DE
CEPAS
ESTRANGEIRAS
• Proteção heteróloga.
DESENVOLVIMENTO DE
VACINA COM CEPA
LOCAL
novas
• Não há introdução de
cepas novas.
• Informação
molecular
sugere eficácia variável.
• Proteção homóloga é
melhor
que
a
heteróloga.
• Risco de criar
variantes é maior.
• Cuidados
desenvolvimento
Jorge Luis Chacón
no
Estratégias para o controle
 Proteção heteróloga:
Vacina 793/B
Vacina Mass
Vacina Mass
Vacina 793/B
Proteção QX
Vacina Mass
Vacina 793/B
Proteção Q1
Vacina Mass
Vacina 793/B
Proteção Var2
Vacina Mass
Vacina 793/B
Proteção D1456
Vacina Mass
Vacina 793/B
Proteção GA08
Vacina Mass
Vacina 793/B
Proteção ARK
Vacina Mass
Vacina CONN
Proteção Q1
Vacina Mass
Vacina ARK
Proteção New GA
Vacina ARK
Proteção GA08
Proteção New GA
>80% Proteção
50-80% Proteção
<50% Proteção
Estratégias para o controle: caso
Brasil
 O que se sabe:
• Existem cepas Mass e BR-I
(Chacón e col., 2011; Felippe e col., 2010; Fraga e col, 2013; Montasier e col.,
2010).
• BR-I tem alta prevalência e está amplamente espalhada no Brasil (Fraga e col., 2013).
• Isolados BR-I apresentam alta semelhança genética entre eles
• Isolados BR-I são divergentes da cepa Mass e das outras cepas vacinais disponíveis
comercialmente no mundo
 Perguntas a responder:
• A cepa BR-I é patogénica?
• Vacinas Massachusetts protegem contra uma cepa virulenta da BR-I?
Jorge Luis Chacón
Estratégias para o controle: caso
Brasil
 Patogenicidade da cepa BR-I (variante brasileira):
• No campo: (Assayag e col, 2012)
No laboratório: (Chacón e col, 2012)
o “nos períodos de maior ocorrência de sinais clínicos e
condenação, os vírus variantes são mais prevalentes”.
o 97.4 a 99.8% de semelhança genética entre os vírus
variantes isolados; e 61,7 a 68,8% com a cepa Mass.
o Lesões histopatológicas em traqueia e rim.
Jorge Luis Chacón
Estratégias para o controle: caso
Brasil
 Estudo de proteção heteróloga 1 em aves SPF
Dia
H120
(3.4 log10/dose)
Mass “invasiva”
(3.5 log10/dose)
Controle
1
Vacinação (ocular)
Vacinação (ocular)
-
56
Desafio BR-I
Desafio BR-I
Desafio BR-I
61
Teste ciliar
Teste ciliar
Teste ciliar
Fig. Escore de ciliostasis 5 dpi
Jorge Luis Chacón
Figura. Proteção contra dano ciliar 5 dpi
Estratégias para o controle: caso
Brasil
 Estudo de proteção heteróloga 2 em frangos de corte
Dia
H120
(2.8 log10/dose)
H120
(2.8 log10/dose)
Controle
1
Vacinação (spray)
Vacinação (ocular)
-
21
Desafio BR-I
Desafio BR-I
Desafio BR-I
26/27
Teste ciliar
Teste ciliar
Teste ciliar
Challenge:
5.2 log10
EID50/dose
Challenge:
5.2 log10
EID50/dose
Fig. Escore de ciliostasis 5 e 6 dpi
Jorge Luis Chacón
Fig. Proteção contra dano ciliar 5 e 6 dpi
Estratégias para o controle: caso
Brasil
 Estratégias baseadas na cepa vacinal:
Suspeita
vírus
variante
OBSERVAÇÕES DE CAMPO
CARACTERIZAÇÃO MOLECULAR
Ampla
disseminação
do genótipo
dominante BR-I
Detecção vírus
variante BR-I
ESTUDOS EPIDEMIOLÓGICOS
ESTUDOS DE PATOGENICIDADE
Diferente do
Massachusetts
ANÁLISE SOROLÓGICO
Insuficiente com
perdas
econômicas
AVALIÇÃO DA PROTEÇÃO CONFERIDA
POR CEPAS VACINAIS
DESENVOLVER VACINAS COM CEPAS
AUTÓCTONAS
Afeta trato
respiratório e
reprodutivo
Baixa relação
com vacinas
disponíveis
Etapas críticas no desenvolvimento de
vacinas
 Etapas:
1. Confirmação da pureza da cepa vacinal e de desafio
2. Avaliação da segurança: como fazer?
3. Preparação do modelo de desafio
4. Avaliação da proteção: como avaliar?
Jorge Luis Chacón
Etapas críticas no desenvolvimento de
vacinas
1. Confirmação da pureza da cepa vacinal e de desafio
o Ausência outros agentes (Ex. NDV, IBDV, AMPV, reovirus...)
o Duas cepas de IBV: sequenciamento não é suficiente.
Inóculo contaminado
Inóculo contaminado
Jorge Luis Chacón
Etapas críticas no desenvolvimento de
vacinas
2. Avaliação da segurança (usando teste ciliar)
Etapas críticas no desenvolvimento de
vacinas
2. Avaliação da segurança (usando teste ciliar)
VIDEO!!!
Etapas críticas no desenvolvimento de
vacinas
3. Preparação do modelo de desafio
- Escolher um vírus patogênico (pureza)
- Definir título de infeção
- Momento da avaliação do efeito patogênico (4 a 7 dpi)
- Parâmetro(s) de avaliação
Etapas críticas no desenvolvimento de
vacinas
3. Preparação do vírus de desafio
• Teste ciliar:
Dia
BR-59/39
(4 log10/dose)
BR-59/39
BR-59/39
Controle
(4.5 log10/dose) (5 log10/dose)
1
Alojamento
Alojamento
Alojamento
-
21
Desafio BR-I
Desafio BR-I
Desafio BR-I
-
26/28
Teste ciliar
Teste ciliar
Teste ciliar
Teste
ciliar
Fig. Escore de ciliostasis 5 e 7 dpi
Etapas críticas no desenvolvimento de
vacinas
3. Preparação do vírus de desafio
Teste ciliar:
BR-62
BR-447
BR-449
BR-59
(4.5 log10/d)
(4.5 log10/d)
(4.75 log10/d)
(5.3 log10/d)
1
Alojamento
Alojamento
Alojamento
Alojamento
-
21
Desafio BR-I
Desafio BR-I
Desafio BR-I
Desafio BR-I
-
26/28
Teste ciliar
Teste ciliar
Teste ciliar
Teste ciliar
Teste
ciliar
Dia
Controle
Fig. Escore de ciliostasis 5 e 7 dpi
Etapas críticas no desenvolvimento de
vacinas
4. Avaliação da proteção
- Sinais clínicos
- Atividade ciliar (teste da ciliostase)
- Re-isolamento viral
- Carga viral (qPCR)
- Alterações microscópicas (traqueia e rins)
- Efeito sobre ganho de peso vivo
Etapas críticas no desenvolvimento de
vacinas
4. Avaliação da proteção (Cevac IBird)
Fig. Ganho de peso diário 5/6 após desafio
1/96
1/96
1/96
1/96
(2.2 log10/d)
(2.4 log10/d)
(3 log10/d)
(3.2 log10/d)
1
Vacinação
Vacinação
Vacinação
Vacinação
-
14
Desafio 793/B
Desafio 793/B
Desafio 793/B
Desafio 793/B
Desafio 793/B
21
Desafio 793/B
Desafio 793/B
Desafio 793/B
Desafio 793/B
Desafio 793/B
5dpch
Avaliação
Avaliação
Avaliação
Avaliação
Avaliação
Dia
Fig. Escore clínico 5/6 dias após desafio
Controle
Etapas críticas no desenvolvimento de
vacinas
4. Avaliação da proteção (Cevac IBird)
Fig. Proteção contra dano ciliar
Fig. Eliminação de vírus de desafio
Etapas críticas no desenvolvimento de
vacinas
4. Avaliação da proteção (Cevac IBird)
Fig. Escore microscópico em traqueia
Fig. Escore microscópico em rim
Conclusões finais
• Existe uma correlação direta entre identidade genética e nível de proteção
• A escolha da cepa vacinal é fundamental nos programas de imunização
• A estratégia a ser escolhida depende da realidade da região/país a controlar
o As cepas BR-I e Mass têm alta prevalência no Brasil
o Os recentes problemas de BI diagnosticados no Brasil possuem grande envolvimento
da cepa BR-I
o A cepa BR-I tem baixa relação genética com todas as cepas vacinais disponíveis
o Existe comprovação de perdas relacionadas a BR-I no Brasil
• É importante a correta seleção, estudo e preparação de amostras para serem usadas
como cepas vacinais e de desafio.
• Eficácia de uma vacina depende da dose da vacina e da cepa de desafio, do método e
do momento da avaliação.
Obrigado
Gracias
Thank you
[email protected]
Jorge Luis Chacón