Argentine team works on the development of a preventive vaccine against Chagas disease
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CONICET specialists at the Institute of Clinical and Experimental Immunology of Rosario (IDICER, CONICET-UNR), led by Ana Rosa Pérez, and the Immune Technology Laboratory of the Universidad Nacional del Litoral (UNL), led by Iván Marcipar, work in the design of a vaccination prototype of nasal administration to prevent Chagas disease.
The latest advances achieved in this development were recently published in the scientific journal Vaccines, a reference in vaccination issues at an international level. To date, the research has shown, in preclinical trials carried out in animal models, positive results in the reduction of myocarditis, inflammation and electrocardiographic alterations caused by the disease in the chronic phase, something little explored until now, since the most vaccine efficacy studies focus on the acute phase of the pathology, immediately after the occurrence of the infection.
“Chagas’s disease" says Pérez -one of the authors of the paper and director of the Idicer- “is a parasitic ailment (caused by the intracellular parasite Trypanosoma Cruzi) that causes various chronic conditions and that, among them , mainly affects the heart, in approximately 30 percent of infected individuals.” It can also cause other severe manifestations, such as the presence of megavíscera, an abnormal enlargement of the colon and the esophagus, and, at a lesser frequency, some neurological alterations.
In Argentina, the main manifestation is the chronic chagas myocarditis (CCM), which causes enlargement of the heart and its functional failure. In general, it appears between fifteen and thirty years after the infection occurred, which usually occurs in childhood. That is, it mainly affects an economically active population, between 30 and 40 years old or older. MCC can cause serious functional alterations, such as heart failure, and even sudden death. “People who have severe Chagas cardiomyopathy have their quality of life seriously affected and some must be transplanted,” warns the scientist.
Regarding the importance of Chagas disease in Argentina, Pérez describes it in the following way: “If you draw an imaginary line approximately at the height of the city of Santa Fe, across the width of Argentina, from there to the north is endemic.” And she warns: “just because it is endemic in that area of the country does not mean that there are no individuals with Chagas disease in other places.” The migration of the population from the endemic area to other areas of the country, shows, for example, in the city of Rosario there are a large number of infected by that vector, that is, through the insect that transmits the parasite ( Triathoma Infestans) -popularly known as Vinchuca-. But this disease is also congenital, that is, it is transferred from an infected mother to her child. In fact, despite being an endemic disease in Latin America, it is estimated that in the rest of the world there are around four hundred thousand infected people. In Argentina, it is estimated that there are between one and a half million and two million inhabitants infected.
Current treatments and the advantage of a nasal vaccine #
The researcher explains that the disease has two phases: the acute phase, which includes the first two or three months; and the chronicle. The latter, in turn, is divided between the “indeterminate chronic”, since there are no apparent symptoms, and the “symptomatic chronic”, a stage in which cardiomyopathy and megaviscera appears.
There are currently two medications to combat parasite, benznidazole and nifurtimox. Both were developed about seventy years ago and to this day it has not been possible to discover a drug that supplies them or overcomes them. “The drawback with the treatment of Chagas disease is that these medications are very effective in the acute phase, that is, in the first months of the infection. But this phase generally goes unnoticed and this therapeutic opportunity is lost. This is why most of the individuals who became infected did not receive adequate treatment,” Pérez argues.
Do you know Charles Darwin was infested during his stay on Argentine mainland? And possibly died from chronic Chagas disease?
Although treatment started in later stages also offers a chance of cure, this is reduced to fifty percent or even less. An example that the optimal time for therapy is during the acute phase is when the disease is detected in a baby with congenital infection, when the doctor knows that Trypanosoma cruzi was transmitted from an infected mother. In this case, the baby can be treated and cured with 100 percent effectiveness. However, the researcher warns that this is the only period in which medication is completely effective and emphasizes: “It is a very small window period where the medication has an efficacy of 100 percent.”
“Our experimental vaccine is preventive and perhaps, the most innovative is that we administer it nasal, which may make it more acceptable by the population, in the sense that it would be easier to inoculate,” concludes the director of the IDICER. And it clarifies that the vaccine, since it is prophylactic, is not intended for those who are already suffering from the disease. However, Pérez and his team highlight that the UNL group, led by Marcipar, also a CONICET researcher, is developing a similar, but therapeutic vaccine. That is, it can be administered to a person with Chagas during the chronic indeterminate phase, and that avoids progression to myocarditis.
Both vaccines are in the preclinical research stage, that is, the studies are being done in vivo or in vitro to determine their immunogenicity and efficiency; but they were not yet tested in humans. “Funds are needed to continue with the following phases of the research and then go a long way until, certainly, if its effectiveness is checked, it can be marketed,” warns the scientist.
Although she stated that what is known as “sterilizing immunity” may not be achieved, the vaccine has shown that it can reduce the parasite load. “So, individuals who are immunized, even if they become infected, could have a lower severity.” Finally, concluded: “The most important thing about this paper is that the nasal vaccine (based on a protein called ransialidase) could reduce the severity of acute and chronic manifestations in an infected individual.”
Citation: Pacini, M. F., Bulfoni Balbi, C., Dinatale, B., Farré, C., Cacik, P., Gonzalez, F. B., … & Pérez, A. R. (2024). Intranasal Trans-Sialidase Vaccine Mitigates Acute and Chronic Pathology in a Preclinical Oral Chagas Disease Model. Vaccines, 12(10), 1171. https://doi.org/10.3390/vaccines12101171
- The article Equipo del CONICET trabaja en el desarrollo de una vacuna preventiva contra la enfermedad de Chagas, signed by Andrea Guereta - Conicet Rosario Communication Area, was published in new’s CONICET section.
Versión en español #
Equipo del CONICET trabaja en el desarrollo de una vacuna preventiva contra la enfermedad de Chagas #
La vacuna preventiva contra la Enfermedad de Chagas, se encuentra en etapa preclínica y será de administración nasal. En los ensayos in vivo mostró resultados positivos en la disminución de la miocarditis, la inflamación y las alteraciones electrocardiográficas provocadas por esta patología en su fase crónica.
Especialistas del CONICET en el Instituto de Inmunología Clínica y Experimental de Rosario (IDICER, CONICET-UNR), liderado por Ana Rosa Pérez, y el Laboratorio de Tecnología Inmunológica de la Universidad Nacional del Litoral (UNL), a cargo de Iván Marcipar, trabajan en el diseño de un prototipo vacunal de administración nasal para prevenir la enfermedad de Chagas. Los últimos avances conseguidos en este desarrollo fueron publicados recientemente en la revista científica Vaccines, referente en temas de vacunación a nivel internacional. Hasta el momento, la investigación arrojó, en ensayos preclínicos realizados en modelos animales, resultados positivos en la disminución de la miocarditis, la inflamación y las alteraciones electrocardiográficas provocadas por la enfermedad en la fase crónica, algo poco explorado hasta el momento, ya que la mayor parte de los estudios de eficacia en vacunas se centran en la fase aguda de la patología, inmediatamente posterior a la ocurrencia de la infección.
Sabías que Charles Darwin se infectó durante su expedición en territorio argentino? Y posiblemente falleció a causa de enfermedad crónica de Chagas?
“La enfermedad de Chagas, mal llamada Mal de Chagas”, -aclaró Pérez -una de las autoras del paper y directora del IDICER- “es una dolencia parasitaria (provocada por el parasito intracelular Trypanosoma cruzi) que causa diversas afecciones crónicas y que, entre ellas, afecta principalmente al corazón, en aproximadamente el 30 por ciento de los individuos infectados”. Asimismo, puede causar otras manifestaciones severas, como la presencia de megavísceras, un agrandamiento anormal del colon y el esófago, y, en menor frecuencia, algunas alteraciones neurológicas.
Miocarditis chagásica crónica #
En Argentina, la principal manifestación es la miocarditis chagásica crónica (MCC), que provoca agrandamiento del corazón y su falla funcional. En general, aparece entre quince y treinta años después de producida la infección, lo que suele ocurrir en la niñez. Es decir, afecta principalmente a una población económicamente activa, de entre 30 y 40 años o más. La MCC puede provocar serias alteraciones funcionales, como la insuficiencia cardíaca, e incluso la muerte súbita. “Las personas que tienen miocardiopatía chagásica severa ven afectada seriamente su calidad de vida y algunos deben ser trasplantados”, alertó la científica.
En cuanto a la importancia de la enfermedad de Chagas en la Argentina, Pérez lo describe de la siguiente manera: “Si trazás una línea imaginaria aproximadamente a la altura de la ciudad de Santa Fe, a lo ancho de la Argentina, desde allí hacia el norte es endémica”. Y advierte: “que sea endémica en esa zona del país, no quiere decir que no haya individuos con enfermedad de Chagas en otros lugares”. La migración de la población desde el área endémica hacia otras zonas del país, hace que, por ejemplo, en la ciudad de Rosario haya un gran número de infectados por vía vectorial, es decir, a través del insecto que transmite el parásito Triatoma infestans -popularmente conocido como vinchuca-. Pero esta enfermedad también es congénita, es decir, se transfiere de una madre infectada a su hijo. De hecho, a pesar de ser una enfermedad endémica de América Latina, se estima que en el resto del mundo hay alrededor de cuatrocientas mil personas infectadas. En Argentina, se calcula que existe entre un millón y medio y dos millones de infectados.
Tratamientos actuales y la ventaja de la vacuna nasal #
La investigadora explica que la enfermedad presenta dos fases: la aguda, que comprende los primeros dos o tres meses; y la crónica. Esta última, a su vez, se divide entre la “crónica indeterminada”, ya que no hay sintomatología aparente y la “crónica sintomática”, etapa en donde aparecen la miocardiopatía y las megavísceras.
Medicación disponible #
Actualmente existen dos medicamentos para combatir al parásito, el benznidazol y el nifurtimox. Ambos fueron desarrollados unos setenta años atrás y hasta el día de hoy no se ha podido descubrir ni sintetizar un fármaco que los suplante o supere en eficacia. “El inconveniente con el tratamiento de la enfermedad de Chagas es que estos medicamentos son muy efectivos en la fase aguda, es decir, en los primeros meses de la infección. Pero esta fase generalmente pasa desapercibida y se pierde esta oportunidad terapéutica. Es por esto que la mayor parte de los individuos que se infectaron no recibieron el tratamiento adecuado”, se lamenta Pérez.
Si bien el tratamiento iniciado en etapas más tardías también ofrece una posibilidad de cura, esta se reduce al cincuenta por ciento o incluso menos. Un ejemplo de que el momento óptimo para la terapia es durante la fase aguda es cuando se produce la detección de la enfermedad en un bebé con infección congénita, cuando el médico sabe que el Trypanosoma cruzi fue transmitido por una madre infectada. En este caso, el bebé puede ser tratado y curado con un 100 por ciento de efectividad. Sin embargo, la investigadora advierte que este es el único período en el que la medicación es completamente efectiva y enfatiza: “Es un período ventana muy pequeño donde la medicación tiene una eficacia del 100 por ciento”.
“Nuestra vacuna experimental es preventiva y quizás, lo más innovador es que la administramos por vía nasal, lo cual posiblemente la haga más aceptable por la población, en el sentido de que sería más fácil de inocular”, detalló la directora del IDICER. Y aclaró que la vacuna, dado que es profiláctica, no está destinada a quienes ya estén cursando la enfermedad. No obstante, Pérez y su equipo, destacan que el grupo de la UNL, liderado por Marcipar, también investigador del CONICET, desarrolla una vacuna similar, pero terapéutica. Esto es, que pueda ser administrada a una persona con Chagas durante la fase crónica indeterminada, y que evite la progresión a la miocarditis.
Etapa preclínica #
Ambas vacunas están en la etapa preclínica de investigación, es decir que se están haciendo los estudios in vivo o in vitro para determinar su inmunogenicidad y eficacia; pero aún no fueron testeadas en seres humanos. “Se necesitan fondos para continuar con las siguientes fases de la investigación y luego recorrer un largo camino hasta que, ciertamente, si se comprueba su efectividad en personas, pueda comercializarse”, advirtió Pérez.
Si bien aclaró que, posiblemente no se logre lo que se conoce como “inmunidad esterilizante”, la vacuna ha demostrado que puede disminuir la carga parasitaria. “Entonces, los individuos que estén inmunizados, aunque se infecten, podrían tener una gravedad menor”. Finalmente, expresó que “lo más importante de este paper es que la vacuna nasal (basada en una proteína llamada “ransialidasa”) podría disminuir la gravedad de las manifestaciones agudas y crónicas en un individuo infectado”.
Referencia bibliográfica:
Pacini, M. F., Bulfoni Balbi, C., Dinatale, B., Farré, C., Cacik, P., Gonzalez, F. B., … & Pérez, A. R. (2024). Intranasal Trans-Sialidase Vaccine Mitigates Acute and Chronic Pathology in a Preclinical Oral Chagas Disease Model. Vaccines, 12(10), 1171. https://doi.org/10.3390/vaccines12101171
