Fig 1. Ciclo de replicación del virus influenza al infectar una célula. El virus de la influenza humana pertenece a la misma familia que el virus ISA de salmones.
Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File%3AVirus_Replication_large_es.svg
Hace algunos años (2007-2009) quedó la embarrada más grande que recuerde en Puerto Montt cuando el virus ISA infectó a los salmones y su control se escapó de las manos. Después de esa experiencia muchos aprendieron a la fuerza que la bioseguridad, control sanitario, e inversión en investigación es tan o más valioso que el costo de oportunidad que significa no invertir en esos temas y llevarse esas luquitas a la cuenta corriente.
Los virus son pequeñas partículas (nanometricas, o sea, mil millones de veces mas pequenas de 1 metro) que se reproducen ingresando a las células del cuerpo. Una vez adentro de la célula, el virus utiliza la maquinaria energética de la célula para producir las estructuras internas de más copias de virus y finalmente, luego de "ensamlarse" en un miles de nuevo virus, los virus son liberados al exterior de la célula y el ciclo de infección con otras células vecinas se vuelve a repetir (con la consecuente muerte de la célula infectada).
Este proceso es común para un sin fin de virus (los llamados virus líticos) y funciona de igual manera en diferentes especies animales (humanos, peces, perros, gatos, vacas, etc). Cuando una persona (o animal) es infectada por un virus y luego se recupera, el cuerpo "recuerda" la estructura de dichos virus mediante su sistema inmune y eso lo hace más fuerte para resistir posteriores infecciones con el mismo virus. Sin embargo, cuando ya ha pasado un tiempo considerablemente largo desde la última infección, es probable que el virus haya mutado lo suficiente para que el sistema inmune ya no sea capaz de reconocerlo y la infección nuevamente se lleve a cabo. Eso explica porqué podemos enfermamos con el virus del resfrío común o con el virus de la influenza varias veces en nuestra vida, y porqué debemos vacunarnos todos los años.
¿Es posible producir vacunas utilizando este conocimiento?
Pues sí. Si pudieramos conseguir células del cuerpo humano, de los peces, o de los animales de interés y luego infectarlas con el virus en cuestión, podríamos cosechar los virus producidos y luego inactivarlos (o "matarlos") químicamente. De esta forma cosecharíamos cientos de virus inactivados que luego se puede usar para vacunar a la gente o los peces y activar su sistema inmune antes de ser infectado por un virus activo.
Una condición para estas células es que puedan reproducirse eternamente y sin morir. Entonces, las podríamos utilizar como fuente de vacunas pues basta con producir muchas de éstas células en ambientes controlados e infectarlas con el virus de interés.
Fig 2. Células de perro MDCK miradas al microscopio, utilizadas para la producción de vacunas de influenza humana. Éstas células son células "inmortalizadas", vale decir, pueden reproducirse por muchos años sin morir, y reciben el nombre técnico de "líneas celulares" (existen lineas celulares, como la línea celular humana HeLa, que llevan en el mercado desde el año 1951).
Fuente: http://www.atcc.org/~/media/Attachments/3/D/9/D/1766.ashx
Es así como se producen las vacunas contra la influenza humana y como también se pueden producir las vacunas para salmones. El proceso que se utiliza en la actualidad utiliza célualas de perro (llamadas Madin Darbin Canine Kidney, como en la foto) que se pueden compran en los bancos de células disponibles en la colección americana de cultivos celulares (ATCC, por sus siglas en inglés). Lo que viene a continuación es poder cultivar esas células en un ambiente controlado, y para ello se utilizan los llamado biorreactores.
Fig 3. Un biorreactor para cultivo de linea celulares animales y humanas. Las células son introducidas y cultivadas bajo condiciones controladas por varios días antes de infectarlas con virus para su producción.
Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File%3AAutoclavable_bench-top_laboratory_bioreactor_%26_fermenter%2C_Lambda_MINIFOR.jpg
El proceso de producción de la vacuna sería bastante sencillo. Lo que habría que hacer es básicamente:
1) alimentar el biorreactor con células.
2) dejar crecer las células hasta un número determinado (por unos 2 ó 3 días).
3) al tercer día infectar las células con una pequeña dosis de virus.
4) dejar al virus reproducirse por 2 ó 3 días y luego cosechar los virus desde el biorreactor e inactivarlos.
Lo descrito hasta aquí recibe el nombre de procesos aguas arriba (o upstream processing en inglés) en bioprocesos. Lo que viene a continuación es purificar el virus hasta lo que pide la norma pues la cosecha contiene muchas células muertas, ADN y proteínas disueltas que no le hacen nada de bien a la calidad de la vacuna. Por eso es que en los procesos aguas abajo (o downstream processing, en inglés), el esfuerzo se centra en separar el virus de todos esos compuestos indeseados. Existen diferentes etapas como centrifugación, filtración, dialisis, y cromatografía que describiré en otra oportunidad.
Así es como se producen las vacunas humanas y como se puede producir vacunas virales para enfermedades que afectan a la industria salmonera chilena. Procesos como éstos se pueden implementar en ciudades como Puerto Montt donde se pueden producir las vacunas sin necesidad de importarlas desde Europa evitando los problemas de pérdida de inmunogenicidad como consecuecia del "shift" y el "drift" natural en los virus.
Costo estimado de instalación y operación por 1 año de una planta pequeña para producción de vacunas:
Biorreactor de 50 Litros: USD $ 500 mil
Sistema de Purificación más consumibles 1er año: USD $ 1.5 millón
Instalación de laboratorio: USD $ 1 millón
Personal: USD $ 100 mil
Edificio más gastos: USD $ 30 mil
Total aproximado: USD $ 4 millones.
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