Pertussis es una enfermedad respiratoria cuyo principal agente etiológico es Bordetella pertussis. Luego de 40 años de vacunación, aún se registran en el mundo 60 millones de casos por año, con más de 500000 muertes. Estos datos muestran la ineficacia de las vacunas en uso. Más aún, en los últimos años se ha registrado a nivel mundial, un fenómeno de re-emergencia de pertussis que podría ser consecuencia de una selección de cepas antigénicamente diferentes a las cepas vacunales. Estas cepas muestran variantes polimórficas distintas de las de la cepa vacunal en dos de los inmunógenos más importantes. Se suma a esta problemática la falta de protección cruzada entre distintas especies del género que pueden causar enfermedades respiratorias similares a B. pertussis y cuya incidencia en la población también se ha incrementado.

Nuestro grupo de trabajo ha comenzado a detectar, por un lado, variaciones polimórficas en aislamientos locales y por otro, la presencia de las otras especies. Además, en Argentina se suma el hecho de no contar con una producción local de vacuna anti-pertussis, lo que ocasiona dos serios problemas: una deficiencia recurrente en la cobertura de vacunación por falta de dosis y una erogación grande de divisas para importar este insumo básico.

La necesidad de contar con una vacuna más efectiva, no sólo en términos generales, sino en lo que se refiere a su efectividad en Argentina, es clara. Para avanzar en el logro de este objetivo resulta necesario definir las siguientes cuestiones básicas: cómo es la epidemiología de Bordetella en Argentina, cómo es la distribución del polimorfismo de los antígenos protectores en los aislamientos locales y qué importancia tienen en la protección, cuál es la incidencia de las diferentes especies de Bordetella en la población, qué factores condicionan la existencia de portadores asintomáticos y otros focos de contagio. Para desarrollar esta propuesta es necesario emplear metodologías de bioquímica, biología molecular e inmunología de eficacia ya demostrada, como son las técnicas de PCR, secuenciamiento, análisis de expresión de antígenos con el fin de establecer un panorama epidemiológico más claro, técnicas de MALDI-TOF para identificar nuevos inmunógenos y pruebas funcionales in vitro e in vivo para evaluar la relevancia de los polimorfismos en la protección y la existencia de protección cruzada entre las diferentes especies del género. En base a estos conocimientos tendientes a esclarecer un aspecto tan esencial como es qué cepa(s) y qué componentes incluir en una nueva formulación, junto con la tecnología de producción previamente desarrollada por nuestro grupo se espera estar en condiciones de impulsar una producción local de vacuna anti-pertussis.

La estrategia más efectiva y versátil para prevenir una enfermedad infecciosa es la inmunización o vacunación, denominada así en honor a la primera aplicación exitosa hace 200 años (Jenner 1798). Si bien la aceptación de la primera vacuna fue rápida y masiva, el desarrollo de nuevas vacunas requirió de los siguientes 100 años. Aún otra centuria debió emplearse para hacer mejoras sobre las vacunas existentes y para extender en 25 el número de enfermedades prevenibles por vacunación. Pese a esta modesta velocidad de crecimiento, las expectativas en el área de vacunas para el siglo que comenzamos son grandes; así se espera desarrollar nuevos inmunomoduladores y adyuvantes, nuevos modos de administración (vía mucosa), nuevos sistemas de producción (vacunas peptídicas, de vectores, de ácidos nucleicos, idiotípicas, conjugadas, combinadas), nuevas formulaciones para nuevas aplicaciones. Estas perspectivas futuras deben estar encaminadas a alcanzar el mejoramiento de las vacunas existentes y el desarrollo de nuevas vacunas contra enfermedades de elevada morbimortalidad contra las cuales no existen medidas preventivas ni terapéuticas eficaces. Para el logro de estos objetivos resulta esencial contar con un conocimiento acabado sobre la epidemiología, la patogénesis de la enfermedad y los mecanismos de defensa del hospedador.

Argentina, como el resto del mundo, debe vacunar a la población incluyendo las regiones más apartadas e inaccesibles, no sólo con las vacunas existentes sino con formulaciones mejoradas que sean realmente efectivas en el país. Durante aproximadamente 10 años el esquema de vacunación nacional no tuvo modificaciones. Recién en 1998 se comenzaron a incorporar vacunas tales como la triple viral, anti-Haemophilus influenzae tipo B y anti-hepatitis B como medidas de prevención primaria. De todos modos, Argentina enfrenta muy frecuentemente el grave problema de la falta de vacunas, ya que la mayoría de las dosis requeridas para cubrir el calendario nacional son importadas y requieren de una importante erogación de divisas (alrededor de 20 millones de dólares anuales). Esta situación llevó a nuestro país a disminuir la tasa de vacunación, bajando drásticamente la cobertura en algunas áreas de la población. A la falta de un programa bien organizado que asegure una máxima cobertura, se agregan otras situaciones como es la variedad y tipo de vacunas que se encuentran en el mercado y que los profesionales del área de la salud deben elegir a veces sin contar con la información adecuada. Esta información, que no existe en nuestro país en parte debido a la falta de relevamiento, debería incluir al menos datos claros sobre la formulación, grado de protección, eficacia y reactogenicidad en la población argentina.

Dentro del calendario de vacunación nacional, una vacuna que Argentina importa en su totalidad es la vacuna anti-pertussis. Sobre esta vacuna existe información contundente a nivel mundial que avala la necesidad de mejorar su eficacia y una de las formas sugeridas en este sentido es que su producción se regionalice, debido a la creciente selección local de microorganismos más virulentos divergentes a las cepas vacunales en uso.

A continuación se resume brevemente el estado de conocimiento sobre pertussis (tos convulsa): la enfermedad, la epidemiología y las medidas preventivas empleadas en la actualidad.

La tos convulsa, coqueluche o pertussis es una enfermedad infecciosa aguda de las vías aéreas, altamente contagiosa con manifestaciones severas, cuyo agente causal es Bordetella pertussis (Yaari et al., 1999). Esta enfermedad comienza con síntomas leves del tracto respiratorio superior (fase catarral) para luego progresar hasta los paroxismos graves de la tos (fase paroxística), a menudo con estertor, seguidos por vómitos. La duración de la enfermedad en los casos que cursan sin complicaciones es de 6 a 10 semanas. Dentro de las complicaciones de la enfermedad se describen crisis comiciales, neumonía, encefalopatías y muerte. La enfermedad es particularmente grave en niños menores de 1 año de edad. Sólo en los casos esporádicos, el cuadro clínico puede ser indistinguible del provocado por Mycoplasma pneumonia, virus influenza o parainfluenza, adenovirus o virus sincicial respiratorio, mientras en los casos epidémicos Bordetella es la única causa reconocida. Esta enfermedad es de distribución universal. En la era anterior a la vacunación, pertussis era la primera causa de muerte por enfermedades transmisibles en niños menores de 14 años. En la actualidad pertussis produce anualmente 60 millones de casos y más de 500.000 muertes. En Argentina, la enfermedad ha evolucionado en forma de brotes epidémicos cada tres años hasta 1986, año en que se introdujo el refuerzo de la vacuna en niños en edad escolar. En los últimos años se ha observado un cambio en el perfil epidemiológico ya que al grupo de alto riesgo constituido por niños menores de 1 año de edad, se han sumado niños escolares y adolescentes que actuarían además como reservorio y agentes de transmisión de la enfermedad. Varias son las causas que podrían explicar este cambio, entre ellas, el mejoramiento en las técnicas de diagnóstico que permite identificar la infección en niños con sintomatología atípica, y la selección de variantes más virulentas con diferencias inmunogénicas entre la cepa vacunal y los aislamientos clínicos nacionales. Este último aspecto es un fenómeno de gran importancia que se está verificando a nivel mundial (Mooi et al., 1999, 2000, Makela, 2000,). En el último Simposio de Pertussis (Cambridge, setiembre-octubre de 2002) se consensuó la necesidad urgente de hacer un relevamiento de la diversidad antigénica de las cepas de B. pertussis de prevalencia en cada país. En este sentido, Francia, Holanda, Canadá, Finlandia, EEUU, Argentina (nuestro grupo), entre otros, han comenzado estos estudios y los resultados obtenidos hasta el momento indican claramente que las cepas causantes de epidemias en estos países difieren antigénicamente de las cepas vacunales, fundamentalmente a nivel de dos de los principales antígenos protectores (pertactina y toxina pertussis) (Everest et al., 1996, Mooi et al., 2000, Borsaux-Eude y Guiso 2000).

En general la incidencia de B. pertussis se ha incrementado desde 1990. Más aún, pertussis está reemergiendo en poblaciones con altos índices de vacunación (Mooi et al., 1999, Cherry et al., 2000, Van Loo y Mooi 2002, Gilberg et al., 2002). Un aspecto interesante es que esta reemergencia no es exclusiva de pertussis: por ejemplo se han reportado casos similares en Vibrio cholera, Borrellia burgdorferi, Legionella pneumofila y Escherichia coli 0157:H7 (Schmunis y Corber, 1999). Así, una mejor comprensión de la dinámica poblacional y regional de estas especies puede arrojar luz sobre este fenómeno preocupante para la salud pública.

Otras especies del género Bordetella también pueden producir infecciones respiratorias en el hombre. B. parapertussis, por ejemplo, causa infeciones en humanos con sintomatología similar a pertussis. B. bronchiseptica, primariamente descrito como un patógeno de animales, también puede producir enfermedades respiratorias en el hombre y de hecho el número de casos reportados se ha incrementando considerablemente desde 1980 (Mesnard et al., 1993, Delafuente et al., 1994, Gueirard et al., 1995, 1998, Fingermann et al., 2002 trabajo de nuestro grupo presentado en el 7^th Symposium of Pertussis, Cambridge). La causa de este incremento puede deberse en parte al avance logrado tanto en el área del relevamiento en neumonología como a nivel de la identificación bacteriológica. Sin embargo, un incremento en el número real de infecciones puede residir en que los progresos médicos en terapéutica por un lado posibilitan una sobrevida prolongada de pacientes afectados por enfermedades graves, pero por otro, favorecen la aparición de nuevas patologías en esos individuos debilitados. Asimismo, el aumento de individuos inmunodeprimidos a causa de la extensión del SIDA también crea un medio propicio para el establecimiento y persistencia de B. bronchiseptica en el hombre (Delafuente et al., 1994). Además, es esperable que en países como Argentina, en donde las condiciones socio-culturales y sanitarias se han empobrecido vertiginosamente en los últimos años, la población sea más susceptible a contraer infecciones por B. bronchiseptica y otros microorganismos patógenos. De hecho, en un relevamiento realizado por nuestro grupo durante dos años en dos hospitales se detectó la presencia de esta especie en niños menores de 3 años de edad. En este contexto, es deseable contar con estrategias de prevención que confieran protección contra las infecciones humanas causadas por las otras dos especies principales de Bordetella.

Para la prevención de la infección producida por Bordetella se emplea una vacuna celular que fue introducida en 1940 y que redujo drásticamente la morbilidad y la mortalidad de pertussis. Esta vacuna, compuesta por células inactivadas por calor mostró ser relativamente eficiente en lo que se refiere a combatir la enfermedad pero con efectos secundarios severos que han provocado una disminución en la aceptación de la misma y consecuentemente un aumento en el número de casos de tos convulsa (Delafuente et al., 1984, Trollfors 1984, Miller et al., 1997). Recientemente han sido probadas vacunas acelulares de diferente composición: vacunas monovalentes conteniendo solamente la toxina pertussis (PT), bivalentes compuestas por PT y la adhesina hemaglutinina filamentosa (FHA), trivalentes compuestas por PT, FHA y la adhesina pertactina (Prn) y pentavalentes: PT, FHA, PRN, fimbrias FIM2 y FIM3. Todas estas vacunas han mostrado ser seguras y estar asociadas a efectos colaterales menos severos. Sin embargo, la eficacia de las mismas contra la enfermedad clínica es menor que la correspondiente a la clásica vacuna celular. Estos resultados sugieren que los antígenos purificados empleados como componentes de dichas vacunas son estructuralmente diferentes a los presentados por la bacteria, o que la composición es inadecuada, o bien que la proporción de los antígenos no es la correcta. Por otro lado, la formulación a partir de antígenos de una única especie podría no proteger de manera eficiente contra las infecciones causadas por B. bronchiseptica, por ejemplo, cada vez más frecuentes.

La reemergencia de pertussis aún en países con alta cobertura de vacunación puso de manifiesto una vez más la ineficacia de las formulaciones actuales para erradicar la enfermedad. Como se mencionó anteriormente, entre las causas posibles de este resurgimiento, una de las más aceptadas es la selección de cepas de Bordetella antigénicamente diferentes a las cepas vacunales (De Moissac et al., 1994, Mooi et al., 2000). De hecho ya se han documentado variantes polimórficas en cepas causantes de epidemias. Dicha variación se encontró al menos en dos proteínas cuyo rol es esencial en la protección contra Bordetella: PT y Prn. PT se expresa sólo en B. pertussis, mientras que Prn se expresa en B. pertussis, B. parapertussis y B. bronchiseptica. El polimorfismo en PT está restringido sólo a la subunidad S1 que contiene la actividad tóxica. Dicha variación ocurre en dos regiones de la subunidad. Uno de los residuos polimórficos está implicado en la unión a receptores de las células T. Los datos obtenidos hasta el presente muestran una clara diveregencia entre las cepas vacunales y los aislamientos obtenidos de pacientes. Estos últimos se han clasificado como S1A mientras que las cepas vacunales, como S1B y S1D (Mooi et al., 2000).

Prn es una proteína de membrana externa cuyos epitopes inmunodominantes y protectores incluyen dos regiones repetitivas denominadas simplemente regiones I y II. Los estudios publicados hasta el momento muestran que B. pertussis varía fundamentalmente a nivel de la region I, a partir de la cual se han clasificado las distintas variantes en Prn1, Prn2 y Prn3. Las variaciones encontradas en los aislamientos obtenidos de pacientes corresponden a Prn2 y Prn3, mientras que los de las cepas vacunales en uso corresponden a Prn1 (Mooi et al., 2000, Boursaux-Eude y Guiso 2000).

Estos datos sugieren que tanto PT como Prn están bajo presión de selección inmune. Aún no ha sido esclarecida la relevancia del polimorfismo de PT, pero la variación antigénica de Prn podría contribuir a la inmunoevasión bacteriana y a la persistencia de Bordetella en la población (Mooi et al., 2000). Resultados publicados recientemente por nuestro grupo (Rodríguez et al., 2001) agregan sustento a esta hipótesis al demostrar que la fagocitosis y muerte de B. pertussis sólo tiene lugar si hay anticuerpos opsonizantes en el sitio de infección. En ausencia de anticuerpos no hay activación de la célula inmune ni acción celular bactericida contra este patógeno. Un análisis de la especificidad de los anticuerpos con actividad opsonizante reveló que de los anticuerpos inducidos por vacunación celular y acelular, únicamente los anticuerpos anti-Prn se comportan como opsoninas (Hellwig et al, 2003).

En Argentina hemos comenzado con el aislamiento y la caracterización molecular de las bacterias circulantes en la población. Hemos analizado los aislamientos desde el punto de vista del polimorfismo de Prn y PT. Estos aislamientos, obtenidos de pacientes pediátricos fueron clasificados como S1A y Prn2 (variantes diferentes a las de las cepas vacunales en uso), clasificación que resultó concordante con la tendencia observada a nivel mundial. Este resultado es especialmente interesante porque Argentina es una comunidad relativamente cerrada (por hábitos y localización geográfica) comparada con países de Europa o Estados Unidos donde cabe esperar una transmisión horizontal por contagio por tratarse de comunidades en contacto permanente. La selección en nuestro país del mismo tipo de cepas que las aisladas en esos países es particularmente sorprendente y brinda un apoyo importante a la hipótesis de la inmunoselección causada por la vacunación. Cabe destacar que en Argentina desde hace 40 años se usan vacunas anti-pertussis formuladas en el exterior a partir de cepas extranjeras. Estas divergencias entre las cepas vacunales y los aislamientos clínicos pudieron observarse también mediante el empleo de técnicas de huella digital por PCR.

La necesidad de continuar este tipo de estudios con el fin de definir qué inmunógenos se deben incluir en una formulación vacunal para que sea efectiva en Argentina es clara.

Parte de los resultados obtenidos por nuestro grupo fueron presntados en las siguiente reuniones científicas:

1.Phenotypic and Genotypic characterization of Bordetella pertussis clinical isolates obtained in Argentina. M. Fingerman, J. Fernandez, F. B. Sisti, C. Llanos, I. Roccia, B. Gatti, M. E. Rodríguez, D. Hozbor. 7th International Symposium on Pertussis. Hixton, Cambridge, United Kingdom. 18-22 Septiembre de 2002.

2. Bordetella pertussis y B. bronchiseptica aisladas de pacientes pediátricos en argentina. caracterización molecular e importancia epidemiológica. M. Fingermann, J. fern;ández, F. Sisti, C. Llanos, I. Roccia, B. Gatti, M. E. Rodriguez y D. Hozbor. Jornadas Internacionales de Investigación Clínica Epidemiológica y Calidad de Atención en Pediatría y Perinatología. Actualizaciones en Clínica Pediátrica III. La Plata, Buenos Aires. 30 y 31 de mayo de 2003. Trabajo premiado

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