Antecedentes

El virus de la influenza aviar altamente patógena (HPAI) H5N1, que tiene a las aves como huésped principal, ha causado gran confusión en el ámbito de la salud mundial y la industria ganadera al propagarse a ganado mamífero. En 2024, las infecciones por el linaje H5N1 clade 2.3.4.4b confirmadas en granjas lecheras de todo Estados Unidos mostraron una ruta de transmisión completamente diferente a los patrones típicos de la gripe aviar. El virus no se limitó a causar enfermedades respiratorias, sino que penetró directamente en el tejido mamario de las vacas para multiplicarse. Las vacas infectadas sufrieron una caída drástica en la producción de leche y falta de apetito, y se detectaron concentraciones de virus lo suficientemente altas en la leche ordeñada como para ser letales para los humanos. El riesgo de transmisión secundaria a trabajadores de granjas y entornos de procesamiento de lácteos también aumentó rápidamente.

Los enfoques veterinarios convencionales para controlar la situación han mostrado limitaciones claras. Las vacunas inactivadas o de virus vivos atenuados utilizadas en la profilaxis aviar no indujeron una formación suficiente de anticuerpos protectores en el sistema inmunológico de los bovinos. El tiempo requerido para la fabricación de vacunas y el cultivo de cepas era demasiado largo para responder de inmediato a los antígenos virales que mutan rápidamente en el organismo de los mamíferos. Teniendo en cuenta la complexión y la tasa metabólica de los bovinos, se requieren altas dosis de antígenos y una estricta seguridad, pero el desarrollo de vacunas para ganado ha sido relativamente más lento que el de los tratamientos humanos. Existía una necesidad urgente de introducir una plataforma de vacunas de precisión que pudiera inhibir la replicación viral en el tejido mamario y bloquear fundamentalmente la excreción de virus en la leche.

Hallazgos clave

Los investigadores implementaron la plataforma de ARN mensajero (ARNm) con formulación de nanopartículas lipídicas (LNP), validada durante la pandemia de COVID-19, para el control de enfermedades infecciosas en ganado. En este estudio, se decodificó rápidamente la secuencia de nucleótidos de la glucoproteína hemaglutinina (HA), el antígeno clave en la superficie del virus H5N1 de origen aviar, para sintetizar el ARNm objetivo. Las moléculas de ARNm sintetizadas se encapsularon en complejos lipídicos que aumentan la tasa de absorción y la estabilidad, completando la formulación de la vacuna para vacas lecheras. El proceso, desde el aislamiento del virus hasta el diseño y la producción de los candidatos a vacuna, se completó en apenas unas semanas.

Las vacas lecheras y los terneros vacunados mostraron una respuesta inmunitaria excelente. Tras analizar el suero tras la segunda dosis, el grupo vacunado registró títulos de anticuerpos neutralizantes decenas de veces superiores a los del grupo de control. También se confirmó una clara eficacia protectora en las pruebas de desafío con virus. A pesar de la exposición a altas concentraciones de virus H5N1, las vacas vacunadas apenas presentaron síntomas sistémicos como fiebre, letargo o disminución de la ingesta de alimento.

El logro más notable fue la inhibición completa de la infección por cable y la excreción externa. En los individuos no vacunados, se detectaron grandes cantidades de partículas virales vivas no solo en las secreciones nasales, sino también en la leche ordeñada durante varios días tras la infección. Por el contrario, en las vacas vacunadas con ARNm, la replicación viral en las vías respiratorias fue mínima y no se detectó ningún virus infectivo en la leche ordeñada. Esto es resultado de que la respuesta de anticuerpos en el organismo alcanzó rápidamente no solo la circulación sistémica, sino también las mucosas y el tejido glandular mamario, impidiendo el establecimiento del virus diana.

Significado y perspectivas

Este logro demuestra que las vacunas de ARNm pueden actuar como una barrera eficaz contra enfermedades infecciosas en el ganado en el entorno ganadero. Tiene un alto valor en salud pública al bloquear preventivamente la vía por la que la influenza aviar podría evolucionar hacia un virus de transmisión interhumana utilizando a las vacas como huéspedes intermediarios. El hecho de proteger la seguridad de la cadena de suministro de productos lácteos al prevenir la contaminación por petróleo crudo también es una gran noticia para los productores ganaderos. Se ha establecido un sistema de prevención ganadera que puede responder de inmediato simplemente reemplazando la secuencia de nucleótidos, incluso si surgen variantes estacionales o nuevos virus recombinantes.

Sin embargo, persisten desafíos prácticos para su comercialización. El costo de almacenamiento y distribución a temperaturas ultra bajas de la formulación ARNm-LNP representa una carga para los productores agrícolas. Es necesario que la optimización de los procesos para reducir el costo por dosis de vacunación vaya acompañada del desarrollo de tecnologías de liofilización que permitan el almacenamiento a temperatura ambiente. También es esencial establecer directrices regulatorias que verifiquen el período de permanencia en el organismo de las vacunas de material genético administradas al ganado de consumo y su posible toxicidad para los seres humanos, así como abordar los conflictos con los criterios de certificación de la ganadería ecológica. Los investigadores continúan investigando formulaciones de próxima generación de acción prolongada que mantengan la inmunidad con una sola dosis.