Evoluție PCV2
Instrumentele bioinformatice ne ajută să înțelegem acoperirea imunitară a vaccinului împotriva tulpinilor de PCV2, în evoluție.
Impactul clinic al Circovirusului Porcin de tip 2 (PCV2) s-a schimbat de la ceea ce am observat înainte de vaccinare la ceea ce se întâmplă astăzi. Când a apărut virusul, acum 20 de ani, impactul economic a fost devastator.
Uniunea Europeană a pierdut aproximativ 562 - 900 milioane EUR pe an din cauza acestui virus1. Lansarea vaccinurilor PCV2 la mijlocul anilor 2000 în Europa a contribuit la minimizarea impactului economic dramatic al acestui virus, iar vaccinarea PCV2 a devenit acum o rutină în majoritatea fermelor de porci.
În ciuda faptului că vaccinurile actuale fac o treabă excelentă în limitarea bolii clinice, există încă rapoarte de eșecuri ale vaccinării cu PCV2 care duc la boli clinice sau subclinice în ferme2,3. Când se discută despre eficacitatea unui vaccin, este important să ne amintim că există o diferență între eficacitatea vaccinului și eficiența vaccinului. Eficacitatea vaccinuluieste definită ca performanța unui vaccin în condiții controlate, în timp ce eficiența vaccinuluieste performanța unui vaccin în condiții de viață reală, la nivelul fermei4. Există diferiți factori care ar putea influența eficiența vaccinurilor PCV2, cum ar fi interferența cu imunitatea maternală, vârsta la vaccinare, respectarea procedurilor de vaccinare, stabilitatea efectivului de reproducție și variabilitatea genetică a virusului datorită ratelor ridicate de mutație și recombinare a PCV2 determinate de presiunea vaccinului5,6. Gestionarea acestor factori prin implementarea celor mai bune practici de vaccinare ar trebui să crească probabilitatea succesului pe termen mediu sau lung de a combate evoluțiile clinice și subclinice în ferme.
Diversitatea PCV2 la nivel global a fost determinată de schimbări genetice. Acest lucru a apărut în noile genotipuri PCV2, PCV2a până la PCV2h. Cel mai comun genotip PCV2 era PCV2a, dar acesta a fost înlocuit acum cu PCV2d7. În trecut, toate vaccinurile aveau la baza genotipuri PCV2a. Pentru a adăuga la această complexitate, în cadrul fiecărui genotip putem găsi, de asemenea, mulți viruși recombinați și mutanți.
La nivelul fermei, este mai ușor să recunoaștem boala sistemică PCV2 (PCV2-SD), însă frecvent întâlnim infecția subclinică (PCV2-SI), fără să observăm semne clinice evidente, se observă mai degrabă un impact asupra parametrilor de producție, cum ar fi scăderea Sporului Mediu Zilnic (SMZ), care afectează performanța de creștere8. Vaccinurile eficiente PCV2 ar trebui să stimuleze atât producția de anticorpii, cât și imunitatea mediată celular (IMC), pentru a menține atât PCV2-SD, cât și PCV2-SI sub control. IMC este deosebit de importantă pentru eliminarea virusului, la animalele infectate cu PCV2. Virusul PCV2 are o proteină structurală exterioară numită capac. Această proteină structurală conține Epitopi, iar acești Epitopi recunosc celulele imune (celulele T), ceea ce duce la o cascadă de evenimente imunologice care duc la moartea celulelor infectate cu PCV2.
Bioinformatica este un domeniu al științei în care mai multe discipline precum biologia, tehnologia informației și a calculatoarelor converg pentru a organiza și stoca o cantitate mare de informații biologice. În domeniul bioinformaticii, a fost dezvoltat un nou instrument imunoinformatic pentru suine. Aceste noi instrumente ajută la proiectarea vaccinurilor bazate pe epitop și predicții despre eficacitatea vaccinului pentru boli precum gripa porcină A și mai recent pentru PCV2. Ca parte a acestor instrumente, o nouă tehnologie numită Epitope Content Comparison (EpiCC - comparație de conținut al epitopilor) dezvoltată de compania EpiVax9 a fost utilizată pentru a înțelege ce poate oferi un vaccin în ceea ce privește acoperirea imunitară a tulpinilor din teren, aceasta analizează epitopii celulelor T, cu această tehnică, putem face predicții despre acoperirea imună și trasează rezultatele diferitelor vaccinuri împotriva tulpinilor din teren PCV2a, 2b și 2d.
În Europa a fost realizat un studiu prin analizarea a 109 secvențe PCV2 din 10 țări cu obiectivul de a compara acoperirea epitopului celulelor T dintr-un vaccin monovalent - PCV2a (pe baza genotipului PCV2a) și un vaccin bivalent cPCV1-2a / cPCV1-2b chimeric PCV2 (CircoMax®) Myco, care conține genotipuri PCV2a și PCV2b), împotriva tulpinilor circulante PCV2 din teren în Europa. Utilizând instrumentul EpiCC, conținutul de epitop de celule T al celor două vaccinuri a fost evaluat și comparat cu conținutul de epitop de celule T al virusurilor PCV2 de la tulpina din teren. Acestor vaccinuri li s-a atribuit apoi un scor pe baza numărului de epitopi de celule T pe care vaccinul le are în comun cu virusul din teren. Aceste scoruri EpiCC sunt apoi utilizate pentru a cuantifica cât de mult se potrivește conținutul epitopului de celule T al unui vaccin dat cu cel al tulpini virusului din teren, oferind astfel o acoperire antigenică mai bună împotriva tulpinii din teren. Eșantioanele analizate au fost colectate între 2014 și 2020. A fost înregistrată următoarea distribuție a genotipurilor PCV2 din teren; 53% PCV2d, 37% PCV2b și 10% PCV2a, arătând totodată că PCV2d este cel mai răspândit genotip PCV2 în Europa.
Pe baza scorurilor EpiCC, CircoMax® Myco a prezentat o acoperire mai mare a epitopului comparativ cu vaccinul monovalent PCV2-a, cu o acoperire medie de 81%, față de, respectiv, 60%. În medie, aceasta a reprezentat o îmbunătățire a acoperirii epitopului cu 36% pentru CircoMax® Myco comparativ cu vaccinul monovalent PCV2-a. Rezultatele acestui studiu arată că un vaccin care conține două genotipuri PCV2 poate conferi un răspuns imun mediat celular încrucișat mai puternic, comparativ cu vaccinurile care conțin un singur genotip PCV210.
Chiar dacă vaccinurile PCV2 actuale au demonstrat că pot asigura controlul/combaterea bolii, virusul PCV2 este în continuă evoluție, iar instrumentele imunoinformatice precum EpiCC oferă o modalitate de a evalua impactul divergenței genetice asupra acoperirii epitopului celulelor T, pentru vaccinurile PCV2 actuale.
Aceste instrumente bioinformatice ne oferă posibilitatea de a evalua noi vaccinuri ca parte a setului nostru de instrumente în provocările împotriva PCV2, cu potențial de a ne ajuta la îmbunătățirea controlului/combaterea PCV2 în ferme.
Referințe:
1. Tucker, A.W., 2006. Porcine multi-systemic wasting syndrome (PMWS):a review. Pig J.
2. Dvorak CM, et al. 2016 National reduction in porcine circovirus type 2 prevalence following introduction of vaccination. Vet Microbiol 189:86–90
3. Eddicks, M. et al. Detection of a new cluster of porcine circovirus type 2b strains in domestic pigs in Germany. Vet. Microbiol. 2015, 176, 337–343.
4. McNeil S. Overview of vaccine efficacy and vaccine effectiveness. Canadian Center for Vaccinology. Dalhousie University IWK Health Centre Capital Health.
https://www.who.int/influenza_vaccines_plan/resources/Session4_VEfficacy_VEffectiveness.PDF
5. Segales, J. 2015. Best practice and future challenge for vaccination against PCV2. Exper. Rev. Vaccines 12(3), 473-487.
6. Trible R.B. et al., 2012. Genetic variation of PCV2 and its relevance to vaccination, pathogenesis and diagnosis. Virus Research 164. 68-77.
7. Franzo G et al., 2016. PCV2 evolution before and after the vaccination introduction: A large scale epidemiological study. Scientific reports 6:39458.
8. Oliver-Ferrando S., et al., 2016. Evaluation of natural PCV2 subclinical infection and seroconversion dynamic in piglets vaccinated at different ages. Vet Res. 47:121.
9. EpiVax, Inc. Providence RI, USA.
10. Angulo J., Foss D., 2021. Use of a novel immunoinformatic tool (EPICC) to determine T Cell epitope coverage from different PCV2 vaccines agains