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Caracterización antigénica

Los "antígenos" son estructuras moleculares que se encuentran en la superficie de los virus, son reconocidas por el sistema inmunitario y son capaces de desencadenar una respuesta inmunitaria (producción de anticuerpos). En los virus de la influenza, los antígenos más importantes se encuentran en las proteínas superficiales de los virus (ver figura 1).


Figura 1. Características del virus de la influenza

La imagen de arriba muestra las diferentes características de un virus de la influenza, que incluye las proteínas superficiales hemaglutinina (HA) y neuraminidasa (NA). Tras una infección de influenza o tras haber recibido la vacuna contra la influenza, el sistema inmunitario desarrolla anticuerpos que reconocen y se unen a "sitios antigénicos", que son regiones que se encuentran en las proteínas superficiales de un virus de la influenza. Los anticuerpos neutralizan los virus de la influenza uniéndose a "sitios antigénicos" evitando que causen más infecciones.

Cuando una persona queda expuesta a un virus de la influenza (ya sea por infección o a través de la vacunación), su sistema inmunitario produce anticuerpos específicos contra los antígenos (proteínas superficiales) de ese virus de la influenza en particular. El término "propiedades antigénicas" se usa para describir el anticuerpo o la respuesta inmunitaria desencadenada por los antígenos de un virus en particular. La "caracterización antigénica" hace referencia al análisis de las propiedades antigénicas del virus para conocer cuán relacionado está con otro virus.

Los CDC caracterizan antigénicamente alrededor de 2 000 virus de la influenza por año con el objetivo de comparar el grado de similitud que existe entre los virus de la influenza actualmente en circulación y aquellos que se incluyeron en la vacuna contra la influenza y de monitorear los cambios que se observan en los virus de la influenza en circulación. La caracterización antigénica puede ofrecer un indicio sobre la capacidad que tiene la vacuna contra la influenza para producir una respuesta inmunitaria contra los virus de la influenza que circulan entre las personas. Esta información también ayuda a los expertos a decidir qué virus debería incluirse en la vacuna contra la influenza de la próxima temporada.

Otros datos que determinan cuán similar es un virus en circulación con respecto a un virus de la vacuna u otros virus son los resultados de las pruebas serológicas y la secuencia genética.

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El ensayo de la inhibición de la hemaglutinina (prueba de IH)

Los científicos usan una prueba que se denomina ensayo de la inhibición de la hemaglutinina (IH) para caracterizar antigénicamente los virus de la influenza. Lo que hace la prueba de IH es medir cuán bien los anticuerpos se unen a (y, por consiguiente, dejan inactivos) los virus de la influenza.

Los científicos usan la prueba de IH para evaluar la similitud antigénica que existe entre los virus de la influenza. Esta prueba tiene una utilidad particular pues ayuda a seleccionar los virus de la vacuna incluidos en la vacuna contra la influenza estacional. Los resultados de la prueba de IH nos pueden confirmar si los anticuerpos desarrollados contra la vacuna con un virus son lo suficientemente similares en términos antigénicos a otro virus de la influenza en circulación como para desencadenar una respuesta inmunitaria a ese virus en circulación. Los científicos también usan la prueba de IH para comparar los cambios antigénicos presentes en los virus de la influenza en circulación con los virus de la influenza que se detectaron en el pasado.

La prueba de IH involucra tres componentes principales: los anticuerpos, el virus de la influenza y los glóbulos rojos que se mezclan en los pocillos (por ej., tazas) de una placa de microtitulación. (Ver imagen 1).

Imagen 1: Una placa de microtitulación.


La prueba de IH involucra tres componentes principales: los anticuerpos, el virus de la influenza y los glóbulos rojos que se mezclan en los pocillos (por ej., tazas) de una placa de microtitulación.

Se utiliza una placa de microtitulación para realizar la prueba de IH. La placa contiene pocillos (por ej., depresiones tipo tazas con capacidad para una pequeña cantidad de líquido) donde se colocan la solución de anticuerpos, el virus de la influenza y los glóbulos rojos para que interactúen. Estos pocillos están dispuestos en hileras y columnas (que se identifican en la placa de microtitulación mediante letras y números respectivamente). Las hileras de la placa pueden utilizarse para someter a prueba diferentes virus de la influenza contra el mismo grupo de anticuerpos. Las columnas pueden utilizarse para marcar diferencias entre diluciones mayores de anticuerpos, como una escala de menor a mayor, de izquierda a derecha (ver figuras 3 y 4 para obtener un ejemplo).

Los anticuerpos que se usan en la prueba de IH se obtienen tras infectar un animal (por lo general, un hurón) que no ha estado expuesto a ninguno de los virus de la influenza ni a la vacuna. El sistema inmunitario del animal genera anticuerpos en respuesta a los antígenos presentes en la superficie del virus de la influenza específico que se utilizó para infectar ese animal. Para estudiar estos anticuerpos, se extrae una muestra de sangre (suero) del animal. La prueba de IH mide cuán bien estos anticuerpos reconocen y se unen a otros virus de la influenza (por ejemplo, los virus de la influenza que han sido aislados de pacientes con la enfermedad). Si los anticuerpos de hurón (que se generaron tras la exposición al virus de la influenza) reconocen y se unen al virus de la influenza de un paciente enfermo significa que el virus de la vacuna es similar en términos antigénicos al virus de la influenza que se obtuvo del paciente enfermo. Este hallazgo repercute en la efectividad que puede tener la vacuna en las personas. Ver Efectividad de la vacuna contra la influenza: Preguntas y respuestas para profesionales de la salud para obtener más información.

Como se ha mencionado anteriormente, los virus de la influenza que se usan en la prueba de IH se obtienen de muestras tomadas de pacientes enfermos. Los CDC y otros centros de colaboración de la OMS recolectan muestras de personas en todo el mundo para detectar qué virus de la influenza están infectando a los seres humanos y cómo es su evolución.

Para la prueba de IH, los glóbulos rojos (RBC, por sus siglas en inglés) se extraen de animales (por lo general, pavos o conejillo de Indias). Se usan en la prueba de IH porque los virus de la influenza se unen a ellos. Por lo general, los RBC en una solución se hundirán y formarán un punto rojo en el fondo del pocillo para ensayos (figura 2A). Sin embargo, cuando se agrega un virus de la influenza a la solución de RBC, las proteínas superficiales del virus, es decir la hemaglutinina (HA), se unirán a varios RBC. Cuando los virus de la influenza se unen a los RBC, los hematíes forman una estructura reticulada (figura 2B). Esto hace que los RBC permanezcan suspendidos en la solución en lugar de asentarse en el fondo y formar el punto rojo. El proceso por el que atraviesa el virus de la influenza para unirse a los RBC y formar la estructura reticulada se denomina "hemaglutinación".

Figura 2: Componentes de un ensayo de IH.

La prueba de IH implica la interacción de glóbulos rojos (RBC), anticuerpos y virus de la influenza.

La prueba de IH implica la interacción de glóbulos rojos (RBC), anticuerpos y virus de la influenza. La hilera A muestra que ante la ausencia del virus, los RBC en una solución se hundirán y se asentarán en el fondo de un pocillo de la placa de microtitulación y tendrán la apariencia de un punto rojo. La hilera B muestra que los virus de la influenza se unirán a los glóbulos rojos al colocarse en la misma solución. Esto se denomina hemaglutinación y se representa mediante la formación de la estructura reticulada, que se muestra en la columna en el extremo derecho, debajo de "Resultados de la microtituladora". La hilera C muestra de qué manera los anticuerpos similares en términos antigénicos al virus sometido a prueba reconocerán y se unirán a ese virus de la influenza. Esto evita que el virus y los RBC se unan, y por lo tanto, que no ocurra la hemaglutinación (es decir, en su lugar ocurre la inhibición de la hemaglutinación).

Cuando los anticuerpos se mezclan previamente con el virus de la influenza seguido por los RBC, los anticuerpos se unirán a los antígenos del virus de la influenza que reconocen y lo cubrirán de modo que sus proteínas superficiales HA ya no pueden unirse a los RBC (figura 2C). La reacción entre el anticuerpo y el virus inhibe (es decir, evita) la hemaglutinación, cuya consecuencia es la inhibición de esta respuesta biológica (como se muestra en la figura 2C). Es por eso que el ensayo tiene como título "prueba de inhibición de la hemaglutinina (IH)". La hemaglutinación (como se muestra en la figura 2B) ocurre cuando los anticuerpos no reconocen, y por consiguiente, no se unen a los virus de la influenza en la solución. Por lo tanto, los virus de la influenza se unen a los glóbulos rojos en la solución, formando la estructura reticulada. Cuando los anticuerpos reconocen y se unen a los virus de la influenza presentes en la solución significa que el virus de la vacuna (como el virus con el que fue infectado el hurón) produjo una respuesta inmunitaria contra el virus de la influenza que se obtuvo del paciente enfermo. Cuando esto ocurre, se dice que el virus de la influenza sometido a prueba es "antigénicamente similar" al virus de la influenza que produjo los anticuerpos (de los hurones).

Los anticuerpos no reconocen ni se unen a los antígenos de los virus de la influenza que son antigénicamente diferentes. Si los anticuerpos no se unen a los antígenos presentes en la superficie del virus de la influenza detectado en la persona enferma mediante el ensayo de IH, hay lugar para que ocurra la hemaglutinación. Esto indica que el virus de la vacuna no desencadenó ninguna respuesta inmunitaria contra el virus de la influenza que se obtuvo del paciente enfermo.

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Evaluación de la similitud antigénica mediante la prueba de IH

La prueba de IH evalúa el grado de similitud antigénica que existe entre dos virus valiéndose de una escala que se basa en diluciones mayores de anticuerpos. Como se ha mencionado anteriormente, la prueba de IH se lleva a cabo mediante el uso de una placa de microtitulación. La placa de microtitulación cuenta con hileras y columnas de pocillos (por ejemplo, tazas) en los que se mezclan los RBC, los virus de la influenza y los anticuerpos (desarrollados contra un virus modelo, como un virus de la vacuna). Las diluciones se marcan en la parte superior de la placa de microtitulación. Estas diluciones sirven de escala para evaluar la similitud antigénica y la respuesta inmunitaria. Al evaluar la capacidad de las diluciones mayores de anticuerpos para prevenir la hemaglutinación, los científicos miden la eficacia de esos anticuerpos para reconocer y unirse a (y, por lo tanto, inactivar) un virus de la influenza. A mayor dilución, menor cantidad de anticuerpos se necesita para bloquear la hemaglutinación y mayor es la similitud antigénica de los dos virus en comparación. La dilución más alta de anticuerpos responsable de la inhibición de la hemaglutinina se considera como la titulación de IH de un virus (figura 3). Las titulaciones de IH más altas se relacionan con una mayor similitud antigénica. Una mayor similitud antigénica indica que la vacuna podría desencadenar una respuesta inmunitaria contra el virus de prueba.

Figura 3: Ensayo de titulación de la IH.

  Esta muestra del virus presenta una titulación de IH de 1280, lo que significa que la mayor dilución de anticuerpos que evitó que se produjera la hemaglutinación fue una dilución de 1280. 

Esta muestra del virus presenta una titulación de IH de 1280, lo que significa que la mayor dilución de anticuerpos que evitó que se produjera la hemaglutinación fue una dilución de 1280. En este nivel de dilución, los anticuerpos todavía eran capaces de reconocer y unirse a los antígenos en el virus.

Figura 4: Ensayo de caracterización antigénica.

  Cuando los CDC caracterizan en términos antigénicos los virus de la influenza para tomar decisiones en cuanto a la fórmula de la vacuna contra la influenza estacional, se utiliza la prueba de IH para comparar los virus que están en circulación en ese momento (B y C) con los virus de la vacuna (A). 

Cuando los CDC caracterizan en términos antigénicos los virus de la influenza para tomar decisiones en cuanto a la fórmula de la vacuna contra la influenza estacional, se utiliza la prueba de IH para comparar los virus que están en circulación en ese momento (B y C) con los virus de la vacuna (A). Esto le permite a los científicos determinar rápidamente si un virus que se incluyó en la vacuna contra la influenza estacional es lo suficientemente similar en términos antigénicos a los virus de la influenza en circulación como para desencadenar una respuesta inmunitaria contra ellos.

Los expertos de salud pública consideran que los virus de la influenza son similares en términos antigénicos o "parecidos" entre sí si sus titulaciones de IH difieren en dos diluciones o menos. (Esto equivale a una diferencia de un pocillo doble [es decir, una dilución cuádruple] o menos). Tomando la figura 4 como ejemplo, cuando el virus 1 en circulación se compara con un virus de la influenza, el virus 1 en circulación difiere en una dilución (una diferencia de 2 veces) y, por lo tanto, es "parecido" al virus de la vacuna de la temporada anterior. Sin embargo, el virus 2 en circulación difiere en cinco diluciones (una diferencia de 32 veces) y, por lo tanto, no es similar al virus de la vacuna de la temporada anterior. Los virus en circulación que no son similares en términos antigénicos (es decir que no son "parecidos") al panel de referencia se consideran "reactores bajos".

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Limitaciones

La caracterización antigénica aporta información valiosa acerca de si la vacuna hecha con el virus de la vacuna protegerá contra los virus de la influenza en circulación, pero existen varias limitaciones en la metodología de prueba de la caracterización antigénica, que se describen a continuación.

Adaptaciones en huevos

En este momento, los virus que se usan para fabricar las vacunas contra la influenza deben cultivarse en huevos. Este es un requisito actual para la vacuna contra la influenza que se fabrica en los Estados Unidos. Debido a que los virus de la influenza humana se adaptan para crecer en los huevos, es posible que los virus experimenten cambios genéticos. Estos cambios se denominan cambios "adaptados en huevos". Algunos cambios adaptados en huevos pueden tener implicaciones antigénicas (o inmunogénicas) mientras que otros no. La producción de vacunas a base de células podría ayudar a eliminar los cambios adaptados en huevos.

Período de tiempo desde la selección del virus de la vacuna hasta la distribución de esta

Con la tecnología de producción de vacunas actual, pasan alrededor de 6 a 8 meses desde el momento en que se selecciona el virus de la vacuna hasta que las vacunas contra la influenza están disponibles ampliamente. Debido a que los virus de la influenza cambian constantemente, los que están en circulación pueden experimentar cambios entre el momento en que se eligen los virus de la vacuna (por ej., el mes de febrero para la vacuna contra la influenza en el hemisferio norte) y el comienzo de la próxima temporada. Si estos cambios son importantes a nivel antigénico, esto podría significar que los anticuerpos creados mediante la vacunación quizás no reconozcan ni inactiven los virus en circulación. Las nuevas tecnologías desarrolladas para acortar el proceso de fabricación de la vacuna contra la influenza podrían disminuir las posibilidades de que se produzcan cambios antigénicos significativos antes de que las personas se vacunen.

Uso en animales

El uso de la prueba de IH para evaluar la similitud entre los virus de la influenza en circulación y los virus de la vacuna implica la obtención de anticuerpos de animales (en especial de hurones). Los hurones que se usan para producir anticuerpos para la prueba de IH son "inmunológicamente ingenuos", lo que quiere decir que nunca antes han estado expuestos a un virus de la influenza y que no tienen anticuerpos contra la influenza hasta después de ser infectados. Cuando los hurones son infectados con un virus vivo de la influenza; por lo general, producen fuertes respuestas de anticuerpos contra el virus de la influenza que se utilizó para infectarlos pero tienen pocos o ningún anticuerpo contra otras cepas de la influenza. Como resultado, las pruebas de IH (al realizarlas con hurones inmunológicamente ingenuos) son el método más sensible que está disponible para detectar las diferencias antigénicas entre los virus de la influenza.

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