Una nueva investigación ha encontrado que las tasas de enfermedad causadas por la bacteria ‘Streptococcus pneumoniae’ podrían reducirse sustancialmente al cambiar el actual enfoque de vacunación, según publican sus autores en la revista ‘Nature Microbiology‘.
Investigadores del Instituto Wellcome Sanger, la Universidad Simon Fraser de Canadá y el Imperial College de Londres han combinado datos genómicos, modelos de evolución bacteriana y modelos predictivos para identificar cómo las vacunas podrían optimizarse para grupos de edad específicos, regiones geográficas y comunidades de bacterias.
El estudio simuló el rendimiento de las vacunas a lo largo del tiempo para evaluar el riesgo de que las cepas dirigidas a la vacuna sean reemplazadas por otras cepas potencialmente peligrosas. A través de este enfoque de modelado predictivo, los investigadores identificaron nuevos diseños de vacunas que podrían ayudar a reducir las tasas generales de enfermedad.
‘S. pneumoniae’ a menudo se encuentra en la parte interna de la cavidad nasal, donde normalmente es inofensivo. Pero cuando migra a otras partes del organismo, puede causar infecciones bacterianas graves como neumonía, sepsis y meningitis, conocidas colectivamente como enfermedad neumocócica invasiva.
Se estimó que esta enfermedad causaba alrededor de 1,6 millones de muertes al año en todo el mundo antes de la introducción de la vacunación generalizada, con tasas más altas de enfermedad en muchos países de ingresos bajos o medios. Los niños más pequeños y los ancianos están en mayor riesgo.
La infección por ‘S. pneumoniae’ puede ser causada por diferentes serotipos. Cada parte de una vacuna generalmente protege contra un solo serotipo, con la vacuna conjugada neumocócica más compleja (PCV13) dirigida a 13 serotipos.
Debido a que existen aproximadamente 100 serotipos en todo el mundo, la efectividad de la vacuna varía entre países según los serotipos presentes. Cuando los serotipos se eliminan de la circulación mediante una vacuna particular, otros serotipos de ‘S. pneumoniae’ se elevan para ocupar su lugar.
En este estudio, los investigadores optimizaron un modelo informático para aproximar el efecto de las vacunas dirigidas a diferentes combinaciones de serotipos. El análisis de la efectividad de la vacuna se realizó después con datos genómicos de ‘S. pneumoniae’ de Massachusetts y el campo de refugiados de Maela en Tailandia.
La complejidad de las vacunas contra el ‘S. pneumoniae’ significa que son posibles muchos diseños, cada uno con diferentes efectos sobre la enfermedad. En Maela, por ejemplo, la presencia de 64 serotipos de la bacteria significa que son posibles alrededor de 100 billones de diseños de vacunas.
Llevaría 19.000 años simularlos a todos, y la mayoría son subóptimos. Los investigadores desarrollaron un método más eficiente que hizo posible identificar los diseños de mejor rendimiento a partir de billones de posibilidades.
El equipo descubrió que las tasas de enfermedad neumocócica invasiva infantil en Maela en realidad podrían reducirse omitiendo componentes de la vacuna PCV13 para mantener ciertos serotipos en su lugar, eliminando la posibilidad de su reemplazo por serotipos altamente invasivos. En Massachusetts, se encontró que una vacuna dirigida a 20 serotipos es más efectiva que la PCV13 actual.
Los resultados destacan la necesidad de que los programas de vacuna se adapten a comunidades específicas de bacterias y consideren la vacunación a diferentes edades.
“Los mejores diseños de vacunas también dependen del grupo de edad que se vacunará –añade–. Estas ideas serán fundamentales para aplicar las lecciones aprendidas de la introducción de vacunas en países de altos ingresos para combatir la enfermedad donde la carga es más alta”.
La vacunación de niños pequeños también afecta la enfermedad neumocócica invasiva en adultos. Sin embargo, las tendencias de esta enfermedad pueden diferir entre los bebés y los ancianos en el mismo país, como se vio recientemente en el Reino Unido.
En muchos lugares, los adultos mayores ya reciben una vacuna de ‘S. pneumoniae’, que fue diseñada antes de la vacuna infantil. El estudio también encontró que las tasas de enfermedad en adultos podrían reducirse en casi un 50 por ciento al rediseñar las vacunas para adultos para complementar las administradas a los bebés.
La profesora Caroline Colijn, de la Universidad Simon Fraser y el Instituto Wellcome Sanger, destaca que “este enfoque para optimizar las vacunas ayudará a abordar varios problemas, como la enfermedad invasiva en bebés o adultos y minimizar la resistencia a los antibióticos en la población posterior a la vacuna”.
“Tal enfoque también permite a los encargados de formular políticas de salud pública evaluar la probable efectividad de una vacuna existente para una población local con base en datos de vigilancia genómica”, añade.
Los hallazgos coinciden con la creciente alarma ante la amenaza de resistencia antimicrobiana (RAM) a los medicamentos comunes. Las infecciones por ‘S. pneumoniae’ a veces son resistentes a múltiples antibióticos y la OMS las ha destacado como una amenaza prioritaria. Este estudio destacó cómo las vacunas pueden diseñarse para reducir las posibilidades de que la ‘S. pneumoniae’ de una persona sea resistente a los tratamientos comunes.
El profesor Jukka Corander, del Instituto Wellcome Sanger, añade que “con el poder de la última tecnología de secuenciación de ADN, nos dirigimos hacia un futuro donde la vigilancia genómica a gran escala de los principales patógenos bacterianos es factible. El enfoque que describimos en este estudio jugará un papel importante en acelerar el descubrimiento y diseño de vacunas futuras para ayudar a reducir las tasas de enfermedad”, concluye.
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