Las garrapatas y las enfermedades transmitidas por garrapatas son un problema creciente en todo el mundo y las vacunas son intervenciones de control eficaces. Hasta lasanida fecha se han utilizado formulaciones de vacunas con antígenos de garrapatas que han demostrado reducir la infestación por garrapatas en huéspedes inmunizados, como BM86/BM95 (BM), que son dos antígenos homólogos de Rhipicephalus microplus, que se registraron y comercializaron a principios de los años noventa para el control de las infestaciones por garrapatas. También se han utilizado formulaciones con Subolesina (SUB), que es un antígeno conservado que fue descubierto en el modelo de garrapata Ixodes scapularis y ha sido validado para el control de las infestaciones por vectores y la infección/transmisión de patógenos.

Sin embargo, a pesar de los recientes avances en la identificación de nuevos antígenos protectores candidatos, el desarrollo de vacunas efectivas, eficaces y seguras para el control de las infestaciones por garrapatas sigue siendo un reto importante.

Actualmente, se ha propuesto el uso de antígenos quiméricos, que son proteínas que no existen de manera natural en la naturaleza y que se crean fusionando epítopos protectores (las regiones del antígeno que el sistema inmunológico reconoce y ataca) de diferentes antígenos de garrapata o patógenos transmitidos por ellas. Esto permite desarrollar vacunas más eficaces al generar una respuesta inmune amplia y duradera.

El diseño y desarrollo de estos antígenos quiméricos están basados en la aplicación de una nueva aproximación llamada vacunología cuántica, que combina tecnologías ómicas y algoritmos para el diseño de estos nuevos antígenos protectores mediante la identificación y combinación de epítopos protectores o quantum inmunológicos en un antígeno quimérico. En el caso del control de garrapatas, un antígeno quimérico podría combinar epítopos de varias proteínas clave de la garrapata para inducir una respuesta inmune que impida su alimentación o transmisión de enfermedades.

En un nuevo trabajo científico, investigadores del Grupo de Investigación en Sanidad y Biotecnología (SaBio) del Instituto de Investigación en Recursos Cinegéticos (IREC - CSIC, UCLM, JCCM) han integrado algoritmos en tres modelos de simulación informáticos (in silico) para la caracterización de las interacciones proteína-proteína y su papel en la respuesta inmunitaria; y algoritmos para simular música (in music), basados en la interpretación de la secuencia de aminoácidos de la proteína como melodías. Estos algoritmos, que forman parte de la vacunología cuántica, proporcionan apoyo para identificar los aminoácidos clave involucrados en las interacciones proteína-proteína BM-SUB, y permitieron aplicar este enfoque para combinar epítopos protectores e interactivos o quantum inmunológicos en un antígeno quimérico llamado Q38-95.

Los resultados del estudio muestran que el ganado inmunizado con Q38-95 e infestado con la garrapata azul africana Rhipicephalus decoloratus mostró una eficacia protectora del 82%, similar a la de BM86 y superior a la de SUB cuando son administradas de manera individual. Los mecanismos inmunitarios activados en el ganado en respuesta a la vacunación con Q38-95 estaban mediados por anticuerpos anti-BM/SUB que interferían con las interacciones BM-SUB y mediante la activación de otras vías inmunitarias innatas y adaptativas.

La respuesta de anticuerpos en los bovinos vacunados con Q38-95 mostró diferencias con la respuesta en conejos inmunizados con el mismo antígeno, lo que, como en estudios anteriores, puede estar asociado a epítopos proteína-reactivos específicos de la especie reconocidos por los anticuerpos IgG. No obstante, tanto los anticuerpos anti-Q38-95 de conejo como los de vacuno ofrecieron una protección eficaz. Por lo tanto, la respuesta de anticuerpos contra Q38-95 puede ser diferente entre especies animales, pero con capacidad protectora frente a infestaciones por garrapatas.

De forma general, los resultados de este trabajo de investigación apoyan la modelización de las interacciones proteína-proteína que afectan a la eficacia protectora para identificar y combinar epítopos protectores candidatos en antígenos quiméricos.

Puedes consultar la publicación científica de este trabajo de investigación en:

• Contreras, M., Rafael, M., Sobrino, I., Almazán, C., Pastor Comín, J. J., Valdés, J. J., Prudencio, C. R., de Lima Neto, D. F., Borin, V. A., Agarwal, P. K., Kasaija, P. D., Fernández-Melgar, R., Rutaisire, J., de la Fuente, J. 2025. Modelling protein-protein interactions for the design of vaccine chimeric antigens with protective epitopes. PloS one, 20(2), e0318439.