Cien años de vacuna BCG / One hundred years of BCG vaccine

Resumen La vacuna BCG fue administrada por primera vez en 1921, en París, a un recién nacido de madre tuberculosa. Entre 1924 y 1960, el Instituto Pasteur entregó cultivos de BCG a más de 50 labora torios de todo el mundo. En 1925, el Dr. Andrés Arena lo introdujo en Argentina, donde se comenzó a producir y aplicar la vacuna a recién nacidos por vía oral. La cepa original sufrió múltiples cambios genéticos que no parecen haber afectado su eficacia protectora, establecida aun sin que se conociera el mecanismo de acción. En Argentina, un estudio (1978-1985) demostró que la BCG previene la TB primaria en general, y en un 100% la meningitis y otras localizaciones extrapulmonares. Su efecto es independiente de las medidas de control de la TB (detección de casos y tratamiento). Además, BCG provee protección inespecífica contra diversas enfermedades infecciosas y se la usa en el tratamiento del cáncer de vejiga. En 2020 ya se habían establecido por lo menos cinco tecnologías para el desarrollo de vacunas anti-TB: vacunas celulares, de subunidades proteicas, de ácidos nucleicos, con vector adenovirus, y con virus influenza recombinante como vector. Actualmente hay más de 20 vacunas candidatas anti-TB en evaluación. La historia enseña, y la pandemia de COVID-19 ha confirmado que la vacunación es un instrumento fundamental para el control de las enfermedades infecciosas. Y hasta que haya disponible otra más eficaz, BCG seguirá figurando en el Calendario de Vacunación Nacional, para ser aplicada al recién nacido.

Abstract The BCG vaccine was given for the first time in 1921, in Paris, to a newborn of a mother with tuberculosis. Between 1924 and 1960, the Pasteur Institute delivered BCG cultures to more than 50 laboratories around the world. In 1925, Dr Andrés Arena introduced the BCG seed to Argentina, where the vaccine began to be produced and applied orally to newborns. The original strain underwent diverse genetic changes in different parts of the world, which did not seem to affect its protective efficacy. In Argentina, a study (1978-1985) showed that BCG prevents primary TB in general, and has 100% ef ficacy in meningitis and other extra-pulmonary TB locations. BCG effect is independent of TB control measures (case detection and treatment). Furthermore, BCG provides nonspecific protection from various infections and is used in the treatment of bladder cancer. By 2020, at least five technologies had already been established for the future development of anti-TB vaccines: cellular vaccines, protein subunits, nucleic acids, with adenovirus vector, and with recombinant influenza virus as a vector. There are currently more than 20 TB vaccine candidates under evaluation. History teaches, and the COVID-19 pandemic has confirmed, that vaccination is a fundamental instrument for the control of infectious diseases. Until a more effective vaccine becomes available, BCG will continue to be included in the Argentine National Vaccination Calendar for application to newborns.

Las variantes de SARS-CoV-2 y la llamada resistencia a las vacunas / SARS-CoV-2 variants and the so-called resistance to vaccines

Resumen Los virus ARN, excepto los retrovirus, se replican por acción de una ARN polimerasa ARN-dependiente que carece de exonucleasa correctora y, en consecuencia, en cada replicación puede co meter errores. Así se originan mutantes que, según su menor o mayor fitness, se extinguen o bien prosperan y originan variantes que escapan al sistema inmune. Las mutaciones de SARS-CoV-2 más importantes son las que alteran la proteína viral S, porque ella tiene la llave de ingreso del virus a la célula humana. Cuanto más se replican los virus, más mutan, y se hace más probable que aparezcan variantes resistentes dominantes. En esos casos, se requerirá una aplicación más estricta de las medidas de protección de la comunidad. Las vacunas y los anticuerpos policlonales, que inducen una respuesta dirigida hacia toda la proteína S, mantendrían protec ción efectiva contra las variantes del SARS-CoV-2. Además, las vacunas inducirían una mayor respuesta de células T helper y citotóxicas, lo que puede ser un biomarcador de protección. En áreas densamente pobladas con escasas medidas de protección, el virus se difunde libremente y aumenta la probabilidad de mutaciones de escape. India y Manaos ejemplifican esa situación. La evolución natural selecciona las mutantes que se repro ducen con mayor eficiencia sin eliminar al huésped, lo que facilita la propagación. En cambio, la circulación de virus de alta virulencia y letalidad (Ebola, hantavirus), que eliminan al huésped, se circunscribe a determinadas áreas geográficas, sin mayor difusión. Por lo tanto, sería esperable que SARS-CoV-2 evolucione a variantes más infecciosas y menos virulentas.

Abstract RNA viruses (except retroviruses) replicate by the action of an RNA-dependent RNA polymerase, which lacks a proofreading exo nuclease and, consequently, errors may occur in each replication giving place to viral mutants. Depending on their fitness, these mutants either become extinct or thrive, spawning variants that escape the immune system. The most important SARS-CoV-2 mutations are those that alter the amino acid sequence in the viral S protein because this protein holds the key for the virus to enter the human cell. The more viruses replicate, the more they mutate, and the more likely it is that dominant resistant variants will appear. In such cases, more stringent measures for community protection will be required. Vaccines and polyclonal antibodies, which induce a response directed towards several sites along the S protein, would maintain effective protection against SARS-CoV-2 vari ants. Furthermore, vaccines appear to induce an increased helper and cytotoxic T-cell response, which may also be a biomarker of protection. In densely populated areas with insufficient protection measures, the virus spreads freely, thus increasing the likelihood of generating escape mutants. India and Manaus exemplify this situation. Natural evolution selects the mutants that multiply most efficiently without eliminating the host, thus facilitating their spread. Contrastingly, the circulation of viruses of high virulence and lethality (Ebola, hantavirus) that elimi nate the host remain limited to certain geographic areas, without further dissemination. Therefore, it would be expected that SARS-CoV-2 will evolve into more infectious and less virulent variants.

Sarampión / Measles

En abril de 2019, UNICEF denunció que más de 20 millones de niños en todo el mundo no habían sido vacunados y alertó sobre posibles brotes de sarampión que, por su alta contagiosidad, es la primera enfermedad en emerger entre las prevenibles mediante vacunación. De continuar el descenso en las vacunaciones, podrían reaparecer también pertussis, tétanos y otras enfermedades con menor requerimiento de cobertura para alcanzar protección poblacional. A fin de agosto de 2019 se inició en la Argentina el actual brote de sarampión. Este virus se transmite por vía respiratoria, infecta múltiples órganos e induce inmunosupresión. Su genoma consiste en ARN de cadena simple. La genotipificación se efectúa por secuenciación de un fragmento de 450 nucleótidos de la proteína N que contiene la mayor densidad de variación de nucleótidos del genoma. En Sudamérica circula el genotipo D8, y en Norteamérica hay, además, un 8% de genotipo B3. Cada persona con sarampión infecta, en promedio, otras 12-18 en una población susceptible. La vacunación confiere protección directa e indirecta, e induce tanto anticuerpos como inmunidad celular. Los recién nacidos tienen protección hasta los 6 meses por anticuerpos maternos transmitidos vía placentaria. En la Argentina, el Calendario de Vacunación incluye dos dosis de triple viral, a los 12 meses y a los 5 años, y una dosis cero (6- 11 meses de edad) en distritos con casos de enfermedad. Una dosis protege al 93% de los vacunados a los 12 meses y dos dosis al 97%, de por vida.

In April 2019, UNICEF denounced that more than 20 million children worldwide had not been vaccinated and alerted on possible outbreaks of measles which, due to the high transmissibility of this virus, is the first disease preventable by vaccination to emerge. If the decline in vaccinations continues, pertussis, tetanus and other diseases, which require less coverage to achieve population protection, may also reappear. In Argentina, the current outbreak began in late August 2019. Measles virus is transmitted by air, infects multiple organs, and is associated with immunosuppression. Its genome consists of single stranded RNA. Genotyping is carried out by sequencing a 450-nucleotide fragment of the N protein, which contains the highest density of nucleotide variation. In South America, D8 is the circulating genotype and in North America, B3 accounts for 8% of the cases. Each person with measles infects, on average, another 12-18 people in a susceptible population. Vaccination confers direct and indirect protection, and induces both antibodies and cellular immunity. Newborns are protected by maternal antibodies transmitted via the placenta, up to 6 months. In Argentina, the Vaccination Calendar includes two doses of triple viral vaccine, at 12 months and 5 years, and a zero dose (6- 11 months of age) in districts with disease cases. The protection conferred by the vaccine is 93% at 12 months with a dose, and with 2 doses 97% for life.

A cien años de la gripe "española / One hundred years after the "Spanish" flu

La pandemia de gripe "española", de la que se cumplen 100 años, es considerada la más devastadora de la historia. Se estima que afectó a un tercio de la población mundial, y más del 2.5% de los enfermos murieron. Esta pandemia se presentó en dos oleadas principales, en 1918 y 1919, y la morbimortalidad por edades tuvo una curva en W. En general, la muerte no ocurría como consecuencia directa de la gripe, sino por bronconeumonías bacterianas, para las que se carecía de tratamiento. Hubo, además, una mayor mortalidad en enfermos con tuberculosis preexistente con respecto al resto de los afectados de influenza. En Argentina la epidemia también se presentó en dos oleadas principales, con amplias variaciones en la mortalidad por regiones. El tratamiento disponible incluía dieta, antisepsia de garganta, valerianato de quinina, salicilato, codeína para la tos y aceite alcanforado. También se aplicaban primitivas vacunas y sueros anti-neumococos. Con la disponibilidad de la secuencia de ARN completa del genoma del virus de la influenza 1918 ha sido posible ensamblar, mediante genética inversa, partículas virales semejantes a las de la pandemia mortal. El virus reconstituido demostró ser extraordinariamente virulento para ratones. En la actualidad, la vacunación contra la gripe estacional reduce el riesgo de otra pandemia, pero por el momento no puede eliminarlo. El desarrollo de vacunas "universales" contra la gripe, que confieran inmunidad confiable y duradera, podrá evitar en el futuro su propagación mundial.

The "Spanish" flu pandemic, which occurred a century ago, is considered the most devastating in human history. An estimated one third of world population fell ill with flu and more than 2.5% of them died. The course of the epidemic had two main waves (1918 and 1919) and showed an unusual W-shaped morbidity/mortality distribution. Death was not a direct outcome of flu itself but rather a consequence of secondary bacterial bronchopneumonia, for which antibiotics had not yet been discovered. Pre-existing pulmonary tuberculosis was also accountable for increased flu death rates during the pandemic. As it happened in Europe, in Argentina the epidemic had two main waves, with ample variation in mortality by region. Available treatment at the time included diet, throat antiseptic rinses, low doses of quinine valerianate, salicylates, codeine as a cough suppressant, and camphor oil. Primitive anti-pneumococcal vaccines and immune sera were also applied. Upon the disclosure of the whole RNA sequence of the 1918 influenza virus genome, by means of reverse genetics it was possible to assemble viral particles resembling those of the deadly pandemic. The reconstituted virus proved to be extraordinarily virulent for mice. Current seasonal flu vaccines help to reduce, but not to abolish, the risk of another pandemic. The ongoing development of "universal" vaccines against influenza conferring reliable and long-lasting immunity may prevent its global spread in the future.

Dengue, zika, chikungunya y el desarrollo de vacunas / Dengue, zika, chikungunya and the development of vaccines

Dengue (DENV), zika (ZIKV) y chikungunya (CHIKV), tres arbovirosis transmitidas por mosquitos Aedes, se han propagado en las últimas décadas en zonas tropicales y subtropicales húmedas. El dengue es epidémico en áreas subtropicales de la Argentina. Después de la infección por DENV hay inmunidad duradera contra el serotipo infectante, pero aumenta el riesgo de enfermedad grave por los otros tres. La vacuna recombinante tetravalente, Dengvaxia® previene el dengue grave y la hospitalización en sujetos seropositivos. En 2017 se aprobó Dengvaxia en Argentina, para edades de 9 a 45 años, sin incluirla en el calendario nacional de vacunación. Otras dos vacunas se hallan en evaluación Fase III: la desarrollada por NIAID/ Instituto Butantan y la vacuna Takeda. ZIKV, virus asociado a microcefalia en recién nacidos en Brasil, circula desde 2016 en Argentina. Aún no existe vacuna de actividad comprobada contra ZIKV ni tratamiento eficaz. No se registró circulación activa de CHIKV en Argentina en 2017. Los brotes de fiebre CHIKV tienen una complicación: el desarrollo de reumatismo crónico post-enfermedad. No existen vacunas aprobadas para humanos ni terapias antivirales efectivas. La gravedad de estas virosis contribuyó a un rápido progreso en el conocimiento de los procesos de infección y de la respuesta inmune. Pero sus vectores, Aedes aegypti y A. albopictus, continúan expandiéndose, lo que indica que la vacuna será el medio más efectivo para el control. Se resume aquí información sobre estas arbovirosis en Argentina y Brasil, y se describen avances en el desarrollo y la evaluación de vacunas.

Dengue (DENV), zika (ZIKV) and chikungunya (CHIKV), three arbovirosis transmitted by Aedes mosquitoes, have spread in recent decades in humid tropical and subtropical zones. Dengue is epidemic in subtropical areas of Argentina. DENV infection confers lasting immunity against the infecting serotype but increases the risk of serious disease upon reinfection by any of the other three. The recombinant tetravalent vaccine Dengvaxia® prevents severe dengue and hospitalization in seropositive subjects. In 2017, Dengvaxia was approved in Argentina, for ages 9 to 45, but is not included in the national vaccination calendar. Two other vaccines are in Phase III evaluation: one developed by NIAID / Instituto Butantan and the other by Takeda.ZIKV, a virus associated with microcephaly in newborns in Brazil, circulates since 2016 in Argentina. There is still not effective treatment nor vaccine with proven activity against ZIKV. There has been no active circulation of CHIKV in Argentina in 2017. Outbreaks of CHIKV fever have a complication: the development of chronic post-disease rheumatism. There are not approved vaccines for humans nor effective antiviral therapies. The seriousness of these virosis has contributed to a rapid progress in the knowledge of the infection processes and the immune response. For now, Aedes aegypti and A. albopictus vectors continue to expand, suggesting that the vaccine will be the most effective means of controlling these viruses. Here we summarize information about these arbovirosis in Argentina and Brazil and describe advances in the development and evaluation of vaccines.

Dengue, Zika y Chikungunya / Dengue, Zika y Chikungunya

Los responsables de la actual pandemia de Chikungunya (alfavirus), dengue y Zika (flavivirus) son virus trasmitidos por artrópodos, arbovirus. Su importancia aumentó en las Américas en los últimos 20 años. Los vectores principales son Aedes aegypti y A. albopictus. La infección por dengue provee inmunidad duradera al serotipo específico y temporaria a otros tres. La posterior infección por otro serotipo determina mayor gravedad. Existe una vacuna contra dengue registrada, Dengvaxia (Sanofi Pasteur). Otras dos (Butantan y Takeda) comienzan la Fase III en 2016. La infección por Zika suele ser asintomática, o presentarse con exantema, conjuntivitis y fiebre no muy elevada. No existen vacunas ni tratamiento específico. Se puede transmitir por vía parental, sexual y por transfusión sanguínea. Se la ha asociado con microcefalia. Chikungunya causa artralgias prolongadas, con respuesta inmune persistente. Hay dos vacunas candidatas en Fase II. El diagnóstico directo del dengue se realiza por cultivo, RT-PCR y ELISA para detección del antígeno NS1; los métodos indirectos son ELISA-IgM (reacción cruzada con otros flavivirus), MAC-ELISA, y neutralización en placas, que diferencia los 4 serotipos DENV y otros flavivirus. Zika se diagnostica por RT-PCR y aislamiento del virus. El diagnóstico serológico presenta reacciones cruzadas con otros flavivirus. Para CHIKV se emplean cultivo y RT-PCR, MAC-ELISA y neutralización en placas. Contra Aedes se emplean larvicidas organofosforados (temefos), insecticidas organofosforados (malation y fenitrotion) y piretroides (permetrina y deltametrina). Puede haber resistencia. Los derivados vegetales son menos costosos y biodegradables, entre ellos el aceite de cetronela, que microencapsulado se preserva de la evaporación.

Arboviruses are transmitted by arthropods, including those responsible for the current pandemic: alphavirus (Chikungunya) and flaviviruses (dengue and Zika). Its importance increased in the Americas over the past 20 years. The main vectors are Aedes aegypti and A. albopictus. Dengue infection provides long lasting immunity against the specific serotype and temporary to the other three. Subsequent infection by another serotype determines more serious disease. There is a registered vaccine for dengue, Dengvaxia (Sanofi Pasteur). Other two (Butantan and Takeda) are in Phase III in 2016. Zika infection is usually asymptomatic or occurs with rash, conjunctivitis and not very high fever. There is no vaccine or specific treatment. It can be transmitted by parental, sexual and via blood transfusion. It has been associated with microcephaly. Chikungunya causes prolonged joint pain and persistent immune response. Two candidate vaccines are in Phase II. Dengue direct diagnosis is performed by virus isolation, RT-PCR and ELISA for NS1 antigen detection; indirect methods are ELISA-IgM (cross-reacting with other flavivirus), MAC-ELISA, and plaque neutralization. Zika is diagnosed by RT-PCR and virus isolation. Serological diagnosis cross-reacts with other flavivirus. For CHIKV culture, RT-PCR, MAC-ELISA and plaque neutralization are used. Against Aedes organophosphate larvicides (temephos), organophosphorus insecticides (malathion and fenitrothion) and pyrethroids (permethrin and deltamethrin) are usually employed. Resistance has been described to all these products. Vegetable derivatives are less expensive and biodegradable, including citronella oil, which microencapsulated can be preserved from evaporation.