Estrategia Jenneriana y vacunas monovalentes de origen animal
La primera estrategia de vacuna anti-rotavirus se realizó sobre la base del enfoque que Jenner, en 1798, empleó en la vacuna antivariólica que consiste en la utilización de una cepa de virus vivo, proveniente de un huésped animal/heterólogo, antigénicamente relacionada con los virus humanos, pero atenuada para el hombre. Las cepas de rotavirus animales comparten especificidades antigénicas con las humanas, son capaces de infectar pero no enfermar al hombre y, además, tienen la ventaja de crecer muy eficientemente en cultivo celular, lo que facilita su producción a gran escala. Este enfoque partió de estudios que mostraron la capacidad de la cepa bovina (NCDV) de inducir protección cruzada contra rotavirus humanos en terneros recién nacidos ¹³⁹, y en estudios realizados en animales que presentaron una respuesta inmune a virus heterólogo después de ser inoculados con cepas de rotavirus ^140,141. Estudios en voluntarios adultos demostraron también la existencia de protección clínica y de respuesta inmune heterotípica ¹⁴². En ese momento, se decidió administrar la vacuna por vía oral debido a la importancia de la inmunidad local en la infección intestinal como ocurre con el virus de polio ¹⁴³.

La primera prueba de campo para evaluar una vacuna para los rotavirus se realizó con la cepa bovina NCDV (RIT-4237), luego le siguieron las pruebas con la cepa de mono (RRV). Posteriormente, se probó otra cepa bovina, NCDV (WC3-G6P5). La cepa NCDV, desarrollada como vacuna RIT-4237 por Smith&Kline Beecham, pertenece al serotipo G6 no identificado en las cepas humanas. Es la primera vacuna probada en humanos, y cuando se administró por vía oral, a adultos y niños, resultó ser inmunogénica, inocua y altamente eficaz en países desarrollados ^120,122, pero pruebas con la vacuna en Gambia, Perú, Rwanda y en una población indígena de EE.UU, mostraron poca o ninguna eficacia; motivo por el cual las pruebas de investigación con esta vacuna fueron descontinuadas ^121,122,144. Los ensayos con la vacuna monovalente RIT-4237 demostraron que una dosis de una vacuna oral de virus vivo confiere protección contra las diarreas severas, induce algún grado de protección heterotípica, pero no determinaron la existencia de correlación entre respuesta neutralizante y protección ^120,122.

Poco tiempo después, a principios de la década de los 80', comenzaron los estudios con la cepa de mono (RRV – MMU-18006) que tenía la ventaja de compartir el serotipo G3 de la proteína VP7 con uno de los rotavirus humanos más frecuente. Esta vacuna fue desarrollada en los Institutos Nacionales de Salud (NIH), EE.UU, por el Dr. Albert Kapikian y colaboradores, quienes trasfirieron la patente de la vacuna a un laboratorio con fines comerciales^63,144. Los resultados de las pruebas de campo con una dosis de esta vacuna fueron variables e inconsistentes en ciertos casos y en el único país (Venezuela) donde la vacuna fue eficaz, circuló fundamentalmente el serotipo G3, similar al de la vacuna, lo que indicó que la protección inducida por la vacuna era principalmente homotípica²¹. En este estudio de Venezuela, también se observó que la vacuna es más eficaz contra las diarreas de mayor severidad y cuando es administrada a niños de 2, 3 y 4 meses de edad ^21,145. Para ese momento, se conocía muy poco sobre la historia de la inmunidad en la infección natural por rotavirus.

La tercera vacuna (WC3) probada en campo es la cepa bovina NCDV. Esta cepa es igual pero menos atenuada que la RIT-4237, y pertenece al serotipo G6P5. La vacuna WC3 fue desarrollada por el Dr. Clark y colaboradores en el Wistar Institute, Philadelphia, EE.UU, disminuyendo el número de pasajes en cultivo celular para incrementar su virulencia ⁶⁴. Los resultados de las pruebas de campo con una dosis de esta vacuna monovalente han sido muy variables y comparables a los obtenidos con la vacuna RIT-4237 ^41,64,146. La eficacia en los países desarrollados (EE.UU) fue muy buena, pero no así los resultados en países en desarrollo (República de Africa Central y China), donde la eficacia fue muy pobre ^41,119. Con esta vacuna tampoco se evidenció correlación entre respuesta inmune humoral y protección.

Otra vacuna candidata es la cepa animal LLR (G1) de cordero, desarrollada en la China que se encuentra en estudios fase II, pero su debilidad consiste en que todas las pruebas de campo han sido realizadas en la China y sus resultados no han sido confirmados en otros países ³³.

Estrategia Jenneriana modificada y vacunas polivalentes - recombinates de origen animal
Los resultados poco satisfactorios con las vacunas monovalentes para inducir protección heterotípica, hicieron que se encaminaron los esfuerzos a desarrollar el enfoque denominado “Jenneriano Modificado”, el cual parte de la capacidad que tienen los rotavirus de experimentar rearreglo génico ¹⁴⁷. De esta manera, en el NIH y en el Wistar Institute, se construyeron cepas híbridas, a partir de la co-infección de virus humanos y animales en cultivos celulares. En el proceso, los genes que codifican para las proteínas VP7 o VP4 de las cepas animales, RRV (simia) o NCDV (bovina), son sustituidos por los correspondientes genes de rotavirus humano ^63,64,144. Estos virus expresan las especificidades antigénicas de tipo neutralizante para cada uno de los serotipos humanos, en un marco genético de origen animal, que le permite conservar la atenuación o ausencia de virulencia en el hombre, y, a la vez, inducir inmunidad neutralizante contra las proteínas antigénicas de las cepas humanas. De esta manera, se obtuvo la vacuna tetravalente recombinante (RRV-TV) con la cepa de mono RRV (G3P5) y tres cepas rearregladas pertenecientes a los serotipos G1 (RRV x D), G2 (RRV x DS1) y G4 (RRV x ST3) ⁶³. Este enfoque también fue utilizado para la vacuna WC3 polivalente por el equipo del Dr. Clark, quién a partir de la cepa WC3, construyó una vacuna cuadrivalente-recombinante con los siguientes virus rearreglados: WI79-9 – G1P5; SC2-9 - G2P5; WI78-8 – G3P5 y WI79-4 - G6P8 ⁶⁴. Esta vacuna contiene además la proteína VP4 de origen humano, la otra proteína con capacidad neutralizante, y la patente es propiedad de los Laboratorios Merck Sharp Dohme.

Antes de aplicar la vacuna tetravalente (RRV-TV), primero se probaron los virus re-arreglados (o “reassortant”) de la cepa RRV, en forma individual o combinadas en vacunas bivalentes y trivalentes, con excelentes resultados en EE.UU, Finlandia, Perú y Venezuela ^{122,144,148-150}. Los estudios realizados con los virus rearreglados, administrados individualmente en EE.UU y Finlandia, mostraron la ausencia de correlación entre serorespuesta y protección ^114,122. En Perú, la protección inducida por los virus rearreglados administrados individualmente fue nula ¹⁵⁰.

Para llegar a la óptima vacuna tetravalente RRV-TV, se probaron, en Venezuela, diferentes concentraciones de cada virus en la mezcla (4 cepas) ¹⁵¹. También, en este mismo país se experimentó con una, dos y tres dosis de la vacuna tetravalente ^152-154. Los resultados de estos estudios indicaron que la vacuna RRV-TV producía fiebre (10-15%), con frecuencia similar a la reportada con la cepa RRV, y, además, la respuesta neutralizante contra cada uno de los cuatro serotipos aumentó significativamente así como la respuesta IgA. De modo que se realizaron estudios de eficacia con varias concentraciones de esta vacuna en Perú, Brasil, EE.UU, Finlandia, y Venezuela ^116,155-160. Los resultados de Finlandia, EE.UU y Venezuela fueron muy alentadores, la vacuna indujo alta protección contra las diarreas severas (64% - 100%), y menor protección contra las diarreas de distinta severidad causadas por rotavirus (48% - 68%). Sin embargo, los resultados de Perú y Brasil no fueron muy prometedores (40% - 46%) en la protección contra las diarreas severas. Un análisis posterior de los datos de los estudios de Brasil y Perú, donde utilizaron concentraciones inferiores, muestran que los resultados desalentadores están asociados a la metodología utilizada y no a condiciones de la vacuna ¹⁶¹. En estos países, la muestra, adecuada para un seguimiento longitudinal, fue muy pequeña, por lo que se detectaron muy pocos casos severos que no permitieron emitir conclusiones definitivas.

Otros aspectos críticos para los ensayos con esta vacuna son la posible interferencia de la lactancia materna y la vacuna de polio (OPV), al aplicarse simultáneamente con la vacuna de rotavirus. Al evaluar la interferencia con OPV, se observó una leve disminución de la respuesta inmune a la vacuna de rotavirus después de la administración de la primera dosis, no así en la respuesta inmune a la OPV. No obstante, esta interferencia se elimina después de la aplicación de la segunda y tercera dosis de la vacuna rotavirus ^163,164. También, se observó que la pequeña tendencia de la leche materna a disminuir la serorespuesta de la vacuna desaparecía en la tercera dosis ¹⁶⁴. En conclusión, no es necesario suspender la lactancia materna ni la vacuna OPV para aplicar la vacuna de rotavirus RRV-TV.

El éxito de la vacuna RRV-TV en Norte-América, Finlandia y Venezuela permitió la licencia de la vacuna otorgada por la Food and Drug Administration (FDA) en EE.UU, el 31 de Agosto de 1998, doscientos años después del descubrimiento de la primera vacuna en el mundo. Pero, 11 meses después de su aplicación, esta vacuna fue retirada del mercado en USA, debido a la asociación entre la aplicación de la vacuna e invaginación intestinal, pero la vacuna todavía conserva la licencia ^137,138,165.

Paralelamente, se realizaron los estudios con la vacuna WC3. Primero se hicieron los estudios individuales con cada cepa viral rearreglada (bovina-humana-WC3) con resultados pobres, pero la respuesta inmune mejoró sustancialmente cuando se daban mezclados. Luego se continuó con la vacuna cuadrivalente WC3-QV, con muy buenos resultados y similares a los de la vacuna RRV-TV. Los estudios de eficacia con tres dosis de esta vacuna en EE.UU muestran una protección contra todas las diarreas por rotavirus de 67% y contra las diarreas severas de 69% 41, pero se necesitan más pruebas de campo en países en desarrollo. En la actualidad, el desarrollo de esta vacuna es orientado para ser aplicada, primordialmente, en países desarrollados. En EE.UU, se están realizando estudios de seguridad y eficacia, a gran escala, para evaluar el riesgo de invaginación intestinal con la vacuna WC3-QV.

Finalmente, otra vacuna, elaborada sobre la base de esta estrategia y probada en campo, es la cepa “re-arreglada UK (humano-bovino) desarrollado por Kapikian y colaboradores ¹⁶⁶. Tres dosis de la vacuna cuadrivalente, compuesta por 4 virus recombinantes que contienen los 4 serotipos más frecuentes (G1,G2,G3 y G4), fue evaluada en adultos, niños y lactantes en EE.UU. La vacuna es segura e inmunogénica, pero se necesitan estudios futuros para evaluar su eficacia ¹⁶⁷.

Invaginación intestinal y vacuna de rotavirus
La invaginación intestinal es una patología muy rara de naturaleza idiomática, que consiste en el plegamiento intestinal de una sección dentro de otra como resultado de una alteración de la peristálsis. La invaginación intestinal es la causa más común de obstrucción intestinal en niños de 3 meses a 6 años de edad. El tratamiento es por reducción hidrostática - colon por enema- o con aire o por cirugía. Sus síntomas comprenden vómitos persistentes, heces sanguinolentas con apariencia de jalea de grosella, cólicos severos, distensión abdominal y se palpa una masa en muchos de los casos. La tasa de hospitalización por invaginación intestinal varía ampliamente en un mismo país, por ejemplo, en EE.UU varía de 18 a 56 x 100.000 nacidos vivos ¹⁶⁸, igualmente, varía entre países. En el Reino Unido, la tasa es de 66 casos x 100.000 nacidos vivos ¹⁶⁹, mientras que algunos países Asiáticos tienen tasas muy altas (100 casos x 100.000). En Venezuela, se detectó una tasa de 35 x 100.000 nacidos vivos, comparable a la de países desarrollados ^170, y a la de otros países latinoamericanos, Chile y Perú - datos no publicados-.

Después de haber aplicado más de un millón y medio de dosis de la vacuna en EE.UU se encontró un riesgo promedio de sufrir esta complicación en aproximadamente 1 por cada 10.000 niños vacunados, particularmente durante la primera o segunda semana después de la primera dosis de la vacuna de rotavirus ^171,172. Estudios posteriores, demostraron que la administración de la vacuna RRV-TV en EEUU incrementó, en niños vacunados, 8 veces la aparición de casos de invaginación intestinal en la primera semana post-vacunación, de acuerdo a lo estimado por el sistema Sistema de Reporte de Reacciones Adversas a Vacunas (VAERS) (Zanardi, 2001). Ahora, es más importante que nunca conocer las tasas de hospitalización por invaginación intestinal para poder hacer comparaciones durante las pruebas de campo con las próximas vacunas de rotavirus. Hasta el momento, no existen datos epidemiológicos que permitan asociar la infección natural por rotavirus con invaginación intestinal ^168,170,173, por lo que se ha sugerido que sea el origen animal de la cepa vacunal - mono-simio-, la que pudiera estar relacionada con este evento adverso ^134,138.

Este incidente cambió las estrategias de desarrollo y licencia de la vacuna de rotavirus en el mundo. Ahora, se están dirigiendo mayores esfuerzos para realizar las pruebas de campo y registrar la vacuna en países en desarrollo. Esto se debe a que el costo-beneficio es muy diferente entre países desarrollados y en desarrollo. Los países en desarrollo tienen una necesidad muy grande de la vacuna porque la mortalidad por rotavirus es muy alta y, probablemente, el beneficio de su aplicación sería mayor que el riesgo de un evento adverso, tan serio como invaginación intestinal pero a la vez tan poco frecuente. Esto tiene que ver con la consecuencia del retiro del mercado de la vacuna, en los EE.UU. y en el mundo ¹⁶⁵. Expertos en bioética cuestionan la suspensión de la administración de la vacuna también en países en desarrollo con alta mortalidad por rotavirus, como por ejemplo Bangladesh o Sur Africa, debido a que los beneficios de la vacuna superarían con creces sus efectos adversos. Por ello, se plantean hechos como el siguiente: “Algunos falsamente han asumido que la inacción es un estado moralmente neutro. Pero, si uno es culpable de muertes relacionadas con la vacuna, entonces uno también es culpable por las muertes causadas por dejar de aplicar la vacuna ¹⁷⁴.”

Vacunas monovalentes de origen humano
La utilización de cepas de rotavirus aisladas de neonatos como vacunas potenciales tiene su fundamento en el estudio realizado por la Dra. Bishop en Australia que demostró protección clínica, durante los primeros 3 años de vida, inducida por la infección asintomática de rotavirus en recién nacidos ⁸⁹. La primera cepa de rotavirus de un neonato (cepa M37 - G1P6), evaluada en pruebas de campo, fue aislada en Venezuela, en un recién nacido de la Maternidad Concepción Palacios, en Caracas ^35,100,175. Varias dosis de la vacuna M37 fueron eficientes en inducir respuesta inmune homotípica pero no en inducir respuesta heterotípica ^152,153 y, además, la vacuna fracasó en producir protección en Finlandia ¹⁷⁶. Otra estrategia similar es la vacuna RV3 (G3P6), una cepa neonatal aislada, desarrollada y probada en Australia ³³. También en la India se está utilizado una cepa de neonato, pero se encuentra en los pasos iniciales del proceso de desarrollo ³³.

Una de las vacunas que más promete, en la actualidad, es la vacuna oral desarrollada a partir de la cepa humana 89-12, serotipo G1P8, aislada de un niño con diarrea en Cincinati y desarrollada por Ward y colaboradores y AVANT 177. Esta vacuna tiene la ventaja de ser una cepa humana atenuada, por múltiples pasajes en cultivo celular, cuya utilización no incrementa el riesgo al niño porque no se está aplicando nada diferente a lo que ocurre en la naturaleza. Además, no tendría el riesgo aparente de invaginación intestinal porque, como se sabe, la infección natural no está asociada a esta patología. Por otro lado, los estudios sobre la infección natural que indican que 2 infecciones confieren protección clínica ⁴⁰, le dan base a esta estrategia que utiliza 2 dosis de una vacuna monovalente. Estudios de inmunogenicidad, reactogenicidad y eficacia con esta vacuna, en EE.UU, muestran que produce pocas reacciones - fiebre leve en 19%-, alta respuesta inmune - 94%- y una eficacia de 89% contra todas las diarreas por rotavirus y 100% contra las diarreas severas¹⁷⁸. Posteriormente, esta vacuna fue adquirida y modificada por un laboratorio y se denomina RIX 4414. Estudios en Europa, realizados en adultos, niños y lactantes mostraron que esta vacuna es inmunogénica y menos reactogénica que la cepa original ¹⁷⁹. En Finlandia, 2 dosis de esta vacuna aplicada a niños a los 2 y 4 meses de edad demostraron que la vacuna es inmunogénica, segura y eficaz en un 90% contra las diarreas severas ¹⁸⁰. Estudios posteriores - dos dosis aplicadas a los 2 y 4 meses de edad-, realizados en 3 países latinoamericanos - Brasil, México y Venezuela- confirmaron estos resultados. La vacuna RIX 4414 es inmunogénica ¹⁸¹ y eficaz -77%- contra las diarreas severas y en 79% contra las hospitalizaciones ¹⁸². Esta vacuna confirió protección homotípica -77%- y heterotípica - 79%- contra las diarreas severas causadas por serotipos G1 y G9, respectivamente ¹⁸³. Estudios de seguridad a gran escala - fase III- son necesarios para responder el problema de la vacuna de rotavirus y la invaginación intestinal.

Otras estrategias de vacunas anti-rotavirus
El progreso en el área molecular de los rotavirus ha sido sorprendente y posibilitará el avance en el desarrollo de vacunas. Las vacunas desarrolladas sobre la base de la administración de virus o ADN microencapsulados ¹⁸⁴, de partículas “virus-like” ^87,185, de cepas adaptadas para crecer a bajas temperaturas y las vacunas inactivadas o intradérmicas ^88,186, que han sido probadas con éxito en modelos animales posibilita el alcance de estas nuevas estrategias. Por otro lado, la incorporación de los hallazgos recientes en el desarrollo de vacunas - como la capacidad neutralizante de la proteína VP6 y la actividad toxigénica de la proteína NSP4 - podría acelerar el proceso del desarrollo de vacunas de segunda y tercera generación.

Hasta ahora, el enfoque empírico en el desarrollo de estas vacunas ha tenido un éxito parcial. Es interesante que esto haya ocurrido sin el conocimiento suficiente de la inmunidad y fisiopatología de la enfermedad. Pero, el conocimiento, relativamente reciente, de la inmunidad conferida por la infección natural ha permitido la posibilidad de mejorar los resultados que le abren camino a nuevas vacunas. También, se ha comprobado que se necesita mayor conocimiento sobre la epidemiología de los rotavirus y de la invaginación intestinal en los países en desarrollo para optimizar el desarrollo de la vacuna de rotavirus.