Che cosa sono i vaccini e che cosa sono?

Per la prevenzione specifica delle malattie infettive si utilizzano vaccini che consentono la formazione di un'immunità attiva prima del contatto naturale con il patogeno.

I vaccini destinati alla prevenzione di una singola infezione sono chiamati monovaccini, quelli contro due sono chiamati divaccini, quelli contro tre sono chiamati travovaccini, quelli contro più sono chiamati polivaccini. I vaccini associati sono quelli contenenti una miscela di antigeni di diversi microrganismi e anatossine. I vaccini polivalenti sono quelli che includono diverse varietà di tipi sierologici di patogeni di una singola infezione (leptospirosi, colibacillosi, salmonellosi, pseudomonosi dei visoni, malattia di Marek, ecc.).

Per l'immunoprofilassi delle malattie infettive vengono utilizzati vari tipi di vaccini.

Vaccini vivi

Si tratta di una sospensione di ceppi vaccinali di microrganismi (batteri, virus, rickettsie) coltivati su vari terreni nutritivi. Di solito, per la vaccinazione vengono utilizzati ceppi di microrganismi con virulenza attenuata o priva di proprietà di virulenza, ma che mantengono pienamente le proprietà immunogeniche. Questi vaccini sono prodotti a base di patogeni apatogeni, attenuati (indeboliti) in condizioni artificiali o naturali. I ceppi attenuati di virus e batteri si ottengono inattivando il gene responsabile della formazione del fattore di virulenza o mediante mutazioni in geni che riducono in modo non specifico tale virulenza.

Negli ultimi anni, la tecnologia del DNA ricombinante è stata utilizzata per produrre ceppi attenuati di alcuni virus. I virus a DNA di grandi dimensioni, come il virus del vaiolo, possono fungere da vettori per la clonazione di geni estranei. Questi virus mantengono la loro infettività e le cellule che infettano iniziano a secernere proteine codificate dai geni transfettati.

A causa della perdita geneticamente determinata delle proprietà patogene e della perdita della capacità di causare una malattia infettiva, i ceppi vaccinali mantengono la capacità di moltiplicarsi nel sito di iniezione e, successivamente, nei linfonodi regionali e negli organi interni. L'infezione da vaccino dura diverse settimane, non è accompagnata da un quadro clinico pronunciato della malattia e porta alla formazione di immunità contro i ceppi patogeni di microrganismi.

I vaccini vivi attenuati si ottengono da microrganismi attenuati. L'attenuazione dei microrganismi si ottiene anche coltivando colture in condizioni sfavorevoli. Molti vaccini vengono prodotti in forma secca per aumentarne la conservabilità.

I vaccini vivi presentano vantaggi significativi rispetto ai vaccini uccisi, poiché preservano completamente il set antigenico del patogeno e garantiscono uno stato di immunità più duraturo. Tuttavia, poiché il principio attivo dei vaccini vivi è costituito da microrganismi vivi, è necessario osservare rigorosamente i requisiti che garantiscono la preservazione della vitalità dei microrganismi e l'attività specifica dei vaccini.

I vaccini vivi non contengono conservanti; quando si lavora con essi è necessario rispettare rigorosamente le regole di asepsi e antisepsi.

I vaccini vivi hanno una lunga conservabilità (1 anno o più) e vengono conservati a una temperatura compresa tra 2 e 10 °C.

5-6 giorni prima della somministrazione di vaccini vivi e 15-20 giorni dopo la vaccinazione, non è possibile utilizzare per il trattamento antibiotici, sulfonamidi, farmaci nitrofuranici e immunoglobuline, poiché riducono l'intensità e la durata dell'immunità.

I vaccini creano un'immunità attiva in 7-21 giorni, che dura in media fino a 12 mesi.

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Vaccini uccisi (inattivati)

Per inattivare i microrganismi si utilizzano calore, formalina, acetone, fenolo, raggi ultravioletti, ultrasuoni e alcol. Questi vaccini non sono pericolosi, sono meno efficaci di quelli vivi, ma se somministrati ripetutamente, creano un'immunità piuttosto stabile.

Nella produzione di vaccini inattivati è necessario controllare rigorosamente il processo di inattivazione e allo stesso tempo preservare l'insieme degli antigeni nelle colture uccise.

I vaccini uccisi non contengono microrganismi vivi. L'elevata efficacia dei vaccini uccisi è dovuta alla conservazione di un insieme di antigeni in colture di microrganismi inattivati che forniscono una risposta immunitaria.

Per un'elevata efficacia dei vaccini inattivati, la selezione dei ceppi di produzione è di fondamentale importanza. Per la produzione di vaccini polivalenti, è preferibile utilizzare ceppi di microrganismi con un'ampia gamma di antigeni, tenendo conto dell'affinità immunologica di diversi gruppi sierologici e varianti di microrganismi.

Lo spettro di agenti patogeni utilizzati per preparare i vaccini inattivati è molto vario, ma i più utilizzati sono quelli batterici (vaccino contro la necrobatteriosi) e virali (vaccino antirabbico inattivato a coltura secca contro la rabbia del ceppo Shchyolkovo-51).

I vaccini inattivati devono essere conservati a una temperatura compresa tra 2 e 8 °C.

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Vaccini chimici

Sono costituiti da complessi antigenici di cellule microbiche combinati con adiuvanti. Gli adiuvanti vengono utilizzati per ingrandire le particelle antigeniche e aumentare l'attività immunogenica dei vaccini. Tra gli adiuvanti figurano idrossido di alluminio, allume, oli organici o minerali.

L'antigene emulsionato o adsorbito diventa più concentrato. Una volta introdotto nell'organismo, si deposita e penetra negli organi e nei tessuti dal sito di iniezione in piccole dosi. Il lento riassorbimento dell'antigene prolunga l'effetto immunitario del vaccino e ne riduce significativamente le proprietà tossiche e allergiche.

I vaccini chimici includono i vaccini depositati contro l'erisipela suina e la streptococcosi suina (sierogruppi C e R).

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Vaccini associati

Sono costituiti da una miscela di colture di microrganismi che causano diverse malattie infettive, senza sopprimere reciprocamente le proprie capacità immunitarie. Dopo l'introduzione di questi vaccini, l'organismo sviluppa contemporaneamente un'immunità contro diverse malattie.

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Anatossine

Si tratta di preparati contenenti tossine prive di proprietà tossiche, ma che mantengono l'antigenicità. Vengono utilizzati per indurre reazioni immunitarie volte a neutralizzare le tossine.

Le anatossine sono prodotte da esotossine di vari tipi di microrganismi. A tal fine, le tossine vengono neutralizzate con formalina e mantenute in un termostato a una temperatura di 38-40 °C per diversi giorni. Le anatossine sono essenzialmente analoghi dei vaccini inattivati. Vengono purificate dalle sostanze di zavorra, adsorbite e concentrate in idrossido di alluminio. Gli adsorbenti vengono introdotti nell'anatossina per migliorarne le proprietà adiuvanti.

Le anatossine creano un'immunità antitossica che dura a lungo.

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Vaccini ricombinanti

Utilizzando metodi di ingegneria genetica, è possibile creare strutture genetiche artificiali sotto forma di molecole di DNA ricombinante (ibrido). Una molecola di DNA ricombinante con nuove informazioni genetiche viene introdotta nella cellula ricevente utilizzando vettori, ovvero vettori di informazioni genetiche ( virus, plasmidi).

La produzione di vaccini ricombinanti prevede diverse fasi:

• clonazione di geni che assicurano la sintesi degli antigeni necessari;
• introduzione di geni clonati in un vettore (virus, plasmidi);
• introduzione di vettori nelle cellule produttrici (virus, batteri, funghi);
• coltura cellulare in vitro;
• isolamento dell'antigene e sua purificazione o utilizzo delle cellule produttrici come vaccini.

Il prodotto finito deve essere testato confrontandolo con un farmaco di riferimento naturale o con uno della prima serie di un farmaco geneticamente modificato che ha superato le sperimentazioni precliniche e cliniche.

BG Orlyankin (1998) riferisce che è stata creata una nuova direzione nello sviluppo di vaccini geneticamente modificati, basata sull'introduzione di DNA plasmidico (vettore) con un gene integrato di una proteina protettiva direttamente nell'organismo. In questo caso, il DNA plasmidico non si moltiplica, non si integra nei cromosomi e non causa una reazione di formazione di anticorpi. Il DNA plasmidico con un genoma integrato di una proteina protettiva induce una risposta immunitaria cellulare e umorale completa.

Diversi vaccini a DNA possono essere costruiti sulla base di un unico vettore plasmidico, modificando solo il gene che codifica la proteina protettiva. I vaccini a DNA hanno la sicurezza dei vaccini inattivati e l'efficacia di quelli vivi. Attualmente, sono stati sviluppati più di 20 vaccini ricombinanti contro diverse malattie umane: un vaccino contro la rabbia, la malattia di Aujeszky, la rinotracheite infettiva, la diarrea virale, l'infezione respiratoria sinciziale, l'influenza A, l'epatite B e C, la coriomeningite linfocitaria, la leucemia a cellule T umana, l'infezione da herpesvirus umano, ecc.

I vaccini a DNA presentano numerosi vantaggi rispetto ad altri vaccini.

1. Quando si sviluppano tali vaccini, è possibile ottenere rapidamente un plasmide ricombinante che trasporta un gene che codifica la proteina patogena necessaria, a differenza del lungo e costoso processo di ottenimento di ceppi attenuati del patogeno o di animali transgenici.
2. Efficienza tecnologica e bassi costi di coltivazione dei plasmidi ottenuti nelle cellule di E. coli e della loro successiva purificazione.
3. La proteina espressa nelle cellule dell'organismo vaccinato ha una conformazione il più possibile vicina a quella nativa e possiede un'elevata attività antigenica, cosa non sempre possibile quando si utilizzano vaccini a subunità.
4. L'eliminazione del plasmide vettore dall'organismo della persona vaccinata avviene entro un breve periodo di tempo.
5. Con la vaccinazione tramite DNA contro infezioni particolarmente pericolose, la probabilità di sviluppare la malattia a seguito dell'immunizzazione è completamente assente.
6. È possibile un'immunità prolungata.

Tutto quanto sopra ci consente di definire i vaccini a DNA i vaccini del XXI secolo.

Tuttavia, l'idea di un controllo completo delle infezioni attraverso i vaccini continuò a esistere fino alla fine degli anni '80, quando fu scossa dalla pandemia di AIDS.

Anche l'immunizzazione a DNA non è una panacea universale. Dalla seconda metà del XX secolo, i patogeni non controllabili con l'immunoprofilassi hanno acquisito un'importanza crescente. La persistenza di questi microrganismi è accompagnata dal fenomeno del potenziamento anticorpo-dipendente dell'infezione o dall'integrazione del provirus nel genoma del macroorganismo. La profilassi specifica può basarsi sull'inibizione della penetrazione del patogeno nelle cellule sensibili, bloccando i recettori di riconoscimento sulla loro superficie (interferenza virale, composti idrosolubili che si legano ai recettori) o inibendone la riproduzione intracellulare (inibizione oligonucleotidica e antisenso dei geni del patogeno, distruzione delle cellule infette da parte di una citotossina specifica, ecc.).

Il problema dell'integrazione del provirus può essere risolto clonando animali transgenici, ad esempio ottenendo linee che non contengono il provirus. Pertanto, è necessario sviluppare vaccini a DNA per patogeni la cui persistenza non sia accompagnata da un aumento dell'infezione anticorpo-dipendente o dalla conservazione del provirus nel genoma dell'ospite.

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Sieroprofilassi e sieroterapia

I sieri creano un'immunità passiva nell'organismo, che dura 2-3 settimane, e vengono utilizzati per curare i pazienti o prevenire malattie in una zona a rischio.

I sieri immunitari contengono anticorpi, quindi sono spesso utilizzati a scopo terapeutico all'esordio della malattia per ottenere il massimo effetto terapeutico. I sieri possono contenere anticorpi contro microrganismi e tossine, quindi si dividono in antimicrobici e antitossici.

I sieri vengono ottenuti presso biofabbriche e biocomplessi mediante un'iperimmunizzazione a due stadi dei produttori di siero immunitario. L'iperimmunizzazione viene effettuata con dosi crescenti di antigeni (vaccini) secondo uno schema specifico. Nella prima fase, il vaccino viene somministrato (1-2 volte), e poi, secondo lo schema, a dosi crescenti, viene coltivata una coltura virulenta del ceppo di produzione dei microrganismi per un lungo periodo di tempo.

Quindi, a seconda del tipo di antigene immunizzante, si distinguono sieri antibatterici, antivirali e antitossici.

È noto che gli anticorpi neutralizzano microrganismi, tossine o virus principalmente prima che penetrino nelle cellule bersaglio. Pertanto, nelle malattie in cui il patogeno è localizzato intracellularmente (tubercolosi, brucellosi, clamidia, ecc.), non è stato ancora possibile sviluppare metodi efficaci di sieroterapia.

I farmaci sierici terapeutici e profilattici vengono utilizzati principalmente per l'immunoprofilassi di emergenza o per l'eliminazione di alcune forme di immunodeficienza.

I sieri antitossici si ottengono immunizzando animali di grossa taglia con dosi crescenti di antitossine e poi di tossine. I sieri risultanti vengono purificati e concentrati, liberati dalle proteine di zavorra e standardizzati per attività.

I farmaci antibatterici e antivirali vengono prodotti mediante iperimmunizzazione dei cavalli con i corrispondenti vaccini uccisi o antigeni.

Lo svantaggio dell'azione dei preparati sierici è la breve durata dell'immunità passiva che si forma.

I sieri eterogenei creano immunità per 1-2 settimane, le globuline omologhe per 3-4 settimane.

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Metodi e ordine di somministrazione dei vaccini

Esistono metodi parenterali e enterali per introdurre vaccini e sieri nell'organismo.

Con il metodo parenterale i farmaci vengono somministrati per via sottocutanea, intradermica e intramuscolare, consentendo di bypassare il tratto digerente.

Uno dei tipi di somministrazione parenterale di preparati biologici è l'aerosol (respiratorio), quando i vaccini o i sieri vengono somministrati direttamente nelle vie respiratorie tramite inalazione.

Il metodo enterale prevede la somministrazione di preparati biologici per via orale con cibo o acqua. Questo aumenta il consumo di vaccini a causa della loro distruzione da parte dei meccanismi dell'apparato digerente e della barriera gastrointestinale.

Dopo l'introduzione dei vaccini vivi, l'immunità si forma in 7-10 giorni e dura un anno o più, mentre con l'introduzione dei vaccini inattivati, la formazione dell'immunità termina entro il 10-14° giorno e la sua intensità dura 6 mesi.

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