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MEDISAN 2007;11(4)

Centro Nacional de Electromagnetismo Aplicado  

Obtención del suero anti IgG humano con  la solución  CM-95 tratada  magnéticamente como adyuvante inmunológico  

Dra. C. Clara Martínez Manrique, 1 MsC. Vivian Tamayo Ortega 2 y Dr. C. Gustavo Sierra González 3

   Las tendencias modernas en la obtención de preparados biológicos como sueros policlonales, anticuerpos monoclonales y vacunas van hacia el uso de antígenos cada vez más puros. Esto   requiere  la activación de la respuesta inmune  con mayor especificidad, eficacia y a su vez menor   toxicidad.  Dichos objetivos pueden lograse con  una selección adecuada de los adyuvantes   inmunológicos.

   Actualmente son evaluadas muchas sustancias como adyuvantes inmunológicas, se priorizan las de origen natural, obtenidas a partir de plantas como el mistetloe, de algas y hongos (glucanos), otras que se  incluyen dentro  de los adyuvantes derivados de microorganismos, como  el lipopolisacárido bacteriano y los proteoliposomas. También están las de origen químico como: hidróxido de aluminio, fosfato de calcio, sulfato de dextrano, levamisol y  liposomas, entre otras. 1 

   Por último, los productos del sistema inmune ocupan un lugar importante dentro de los adyuvantes de nueva generación, aquí se encuentran las citocinas IL-2 e  interferones, las  quimoquinas y sustancias coestimuladoras, las cuales   se utilizan fundamentalmente para la obtención de vacunas de ADN. 2, 3 Sin embargo, la mayoría de estas sustancias poseen efectos tóxicos locales o sistémicos que pueden invalidar sus usos en humanos o animales, aunque sean eficaces. Por otro lado, su proceso de obtención es complejo y caro, de modo que  limita su incorporación al mercado.

   Se ha demostrado que el sistema inmune es sensible a los efectos del campo magnético, así como  el agua tratada magnéticamente. Se han registrado cambios en el conteo y activación  en células sanguíneas que participan en la respuesta inmune.4   La solución  CM-95 tratada  magnéticamente ha sido evaluada como adyuvante inmunológico de nuevo tipo para la obtención de sueros policlonales antibacterianos.5, 6  A estos efectos se une la activación de  la respuesta celular, donde se destaca el aumento de   macrófagos y linfocitos como elementos centrales de la respuesta inmune; 7 con lo cual concuerda también Martínez (Martínez Manrique CE. Efectos de la solución de sales CM-95 tratada magnéticamente  sobre biomodelos in vitro e in vivo. Potenciación de la respuesta inmune [tesis en opción al grado de doctor en Ciencias de la Salud]. 2004. Universidad de Oriente, Santiago de Cuba).

   Teniendo en cuenta las potencialidades de la solución CM-95 tratada magnéticamente en la estimulación de la respuesta inmune,  nos hemos propuesto evaluar sus efectos como adyuvantes inmunológicos para la obtención de sueros policlonales,  específicamente para la proteína  IgG humana.

MÉtodos

Grupos experimentales

  Fueron seleccionados cuatro grupos experimentales  distribuidos de la siguiente forma: GTM   como grupo de tratamiento con la solución CM-95 tratada magnéticamente y tres grupos   controles: el  GCP, con el adyuvante de Freund; GSTM, con la solución CM-95 sin tratamiento   magnético y el GCN, con animales y sin ningún tratamiento. 

Tratamiento magnético de la solución CM-95

La solución CM-95 formada por  la sal  de  cloruro   y   sodio,  a una concentración entre 0,1 y  2 % en agua destilada, se trató con campo magnético estático a  una  inducción magnética  incluida  en el intervalo entre 0,01-0,16 T.8

  Se hizo  la  certificación  del sistema magnético  con el gausímetro Cryotronic  INC de la Lake   Shore, modelo 410 HCAT de Estados Unidos, provisto de censor modelo MSA-410, referido en el   certificado N004-001 y emitido por el Centro Nacional de Electromagnetismo Aplicado

Esquema de inmunización

Animales  

   Se escogieron ratones de la línea Balb/c hembras, de seis semanas de nacidos, con peso entre 18 y 20 g, suministrados por el Centro Nacional para la Producción de Animales de Laboratorio CEMPALAB®. Los roedores se mantuvieron en locales asépticos, a una temperatura entre 22 ± 20 C y una humedad relativa entre 60- 61 %,  en régimen de 12 horas luz y 12 horas oscuridad. Se les suministró pienso ratonita y agua acidulada at libitum. Fueron seleccionados  de forma aleatoria 9 animales por grupo experimental.

Inmunógeno  y adyuvantes

   Se utilizó la IgG humana  SigmaÒ como  antígeno,  a  una  concentración de 50 mg, lo cual se unió con cada adyuvante seleccionado. Para el GTM  se empleó la solución CM-95 tratada magnéticamente con 0,12 T como adyuvante inmunológico a evaluar (GTM). En los grupo control GCP  fue usado el adyuvante de Freund completo Sigma Ò (AFC),  para la primera dosis  y  el adyuvante de Freund incompleto Sigma Ò para el resto de las dosis,  en forma de emulsión a la concentración comercial y en un volumen de 0,1ml, que fue igual al del antígeno. En el GSTM se aplicó la solución CM-95 sin tratamiento magnético. Para la unión de  la solución CM-95 tratada magnéticamente y sin tratamiento magnético al antígeno    IgG  humana, se utilizaron volúmenes (ml) de cada solución para  ajustar la concentración del antígeno  a 50 mg / ml.

Inmunizaciones

   El protocolo de inmunizaciones9 modificado por  los autores del trabajo, incluyó la inoculación de la IgG humana en un volumen de 0,2 ml (50mg), por vía subcutánea (SC),  en diferentes puntos de la región dorsal  cada 7 días, durante 21 días. El booster fue aplicado por vía intravenosa  a los 28 días del esquema de inoculaciones.  Los animales fueron sacrificados en cámara de COa los 35 días,  al final del esquema de inmunización.

Obtención del suero

   Se extrajo el suero en cada grupo experimental, antes de iniciar  el protocolo de inmunización a los  7, 14, 21, 28 y 35 días  de iniciado. Estos  sangrados parciales se realizaron por el plexo retroorbital del ojo en cada animal,  con el uso de capilares estériles y heparinizados.  Al final de esquema de  inmunización  se realizaron sangramientos totales, por vía intracardíaca.  En todos los casos los eritrocitos fueron  eliminados por centrifugación a 1800g, durante 10 minutos en centrífuga Hitachi (IMAG). Los sueros se conservaron a 40 C hasta su uso.  

Técnica de inmunodifusión radial doble  Ouchterlony

  Para conocer el título de anticuerpos específicos para  la IgG se   aplicó la técnica de inmunodifusión radial doble (IRD). 10,11 Las placas de vidrio limpias y secas fueron cubiertas  con agar (Sigma)â al 1 %, en solución salina 0,9 % (Laboratorio Farmacéutico Oriente Santiago de Cuba), pH 7,2 y conservadas con azida sódica (Sigma)â al 1%.  Luego se efectuaron perforaciones sobre el agar  solidificado a temperatura ambiente para conformar los pocillos.

  Un volumen de 15mL del antígeno fue colocado en el pocillo central y el mismo volumen del antisuero puro, preparado en diluciones doble progresivas, fueron añadidos en los pocillos  equidistantes,  alrededor del pocillo central. Durante 72 horas las placas se mantuvieron en cámara húmeda a temperatura ambiente.  El titulo de anticuerpos se expresó como 2-Log del inverso de la máxima dilución hasta que se observó la banda de precipitación.

Macrófagos peritoneales

   Los macrófagos fueron  extraídos de la cavidad peritoneal al final de esquema de inmunización.12  Para  obtener las células se  inocularon intraperitonalmente de 3-4 ml de  PBS- BSA (solución salina tamponada con fosfato pH 7.4 y suplementada con seroalbúmina bobina) (BDH) estéril. Las células después de extraídas se lavaron 3 veces con la misma solución y se centrifugaron a 500 g durante 10 minutos a  40 C,  en  centrífuga refrigerada (Hitachi IMAC). El sedimento obtenido se resuspendió en 50 mL de PBS- BSA.  El conteo celular se determinó en cámara de neubawer y se  utilizó cristal viotela al 1 %.  La observación se efectuó en microscopio Olimpus (modelo DM LB y CH-2) aumento 400 x.

Evaluaciones macroscópicas y microscópicas

   Para conocer los efectos  de la solución CM-95 tratada magnéticamente como adyuvante inmunológico,  en el sitio de inoculación y en comparación con el adyuvante de Freund, una vez concluido el esquema de inmunización, se realizó la eutanasia  y  el desangrado total, para proceder finalmente a  la necropsia en cada animal de experimentación. 13

Observaciones macroscópicas

   Los tejidos extraídos, donde se practicaron las inoculaciones subcutáneas se observaron macroscópicamente para ver si se habían formado  vesículas inflamatorias en los grupos GTM y GCP

Observaciones microscópicas

   Los  tejidos subcutáneos de los animales pertenecientes  a los grupos GTM y GCP  fueron colectados en frascos de boca ancha  de color ámbar que contenían solución buffer de formalina 10 % (MEDICUBA) las primeras 24 horas, después se trasfirieron a una solución menos concentrada al 4 %  para su conservación.  Los tejidos fijados se procesaron en el histoquinete  (modelo LEYCA-2000) y luego se incluyeron en parafina. Los cortes obtenidos se  colorearon con hematoxilina eosina (HE) BDH. La observación microscópica se realizó en microscopio Olimpus (DMLB- CH-2) en inmersión  a diferentes aumentos. 13

Análisis estadístico

   Para el procesamiento estadístico de los datos se utilizó el paquete estadístico en soporte electrónico SPSS 9,0 para Windows 1999. Se aplicó un  ANOVA de clasificación simple  y luego se compararon las medias en el análisis múltiple de medias DUNCAN. El   nivel de significación  para P< 0,05. 

Título de anticuerpos en la técnica de Ouchterlony

   Los títulos de anticuerpos para la IgG humana, obtenidos  durante el esquema de inmunización  para el GTM   (solución CM-95 tratada magnéticamente), en comparación con los grupos GCP (adyuvante de Freund) y GSTM  (solución sin tratamiento magnético)  se exponen en la  tabla

Tabla. Dinámica  del título de anticuerpos   obtenidos con la solución CM-95 tratada magnéticamente como  adyuvante  inmunológico con  la IgG humana  en ratones  Balb/c. En las primeras inoculaciones el título de anticuerpos fue superior en el GCP con diferencias significativas con el GTM P< 0,05.  La solución CM-95 tratada magnéticamente indujo títulos de anticuerpos similares al adyuvante de Freund en la respuesta secundaria.

Grupos                                   Título de anticuerpos 2-log (días)

  N=9              7                         14                       21                       28                   35                      38

GTM   09031 b ± 0,14    1.5051a ±  0,14    2.1072 a ± 0,14   2,4082 a±  0,14   30103 a± 0,10     30103 a± 0,10

GCP   1,204 a ± 0,15      1.8062 a ±  0,15   2.1072 a ± 0,16   2,4082 a ±  0,14   30103 a ± 0,13   30103 a ±0,13

GSTM          0,0                        0,0                     0,0                      0,0                       0,0                        0,0             

P< 0,05 diferencias significativas letras diferentes.  P> 0,05 letras iguales

GTM (Solución CM-95 TM)

GCP (Adyuvante de Freund)

GSTM (Solución CM-95 sin tratamiento magnético

  Como se puede apreciar, 7 días del esquema de inmunización se obtuvieron títulos de anticuerpos superiores  para el GCP, donde se aplicó el adyuvante de Freund, en relación con GTM (solución   CM-95 TM), con diferencias estadísticamente significativas P<0.05.

  A los 14 días de las inmunizaciones  ambos grupos aumentaron sus títulos de anticuerpos. El GCP (adyuvante de Freund) mantuvo valores superiores, pero sin diferencias de significación estadística  P>0.05.

  Los resultados obtenidos a los 21 y 28  días mantuvieron la tendencia al aumento  en el título de anticuerpos, pero en estos tiempos, los valores  también fueron  similares para el GTM en relación con el GCP. En los dos tiempos  finales del esquema de inmunización (35 y 38 días) entre los grupos GTM y GCP  no se registraron diferencias estadísticas  (P>0.05), se mantuvieron los mismos valores en el título de anticuerpos para estos tiempos y grupos. 

   En el GSTM, donde se utilizó la solución CM-95 sin tratamiento magnético, no se registraron títulos de anticuerpos específicos para la IgG humana, para  los tiempos evaluados durante el esquema de inmunización. Sin embargo, en  los grupos GTM y GCP hubo una respuesta adecuada en el título de anticuerpos para el antígeno  proteico,  durante el desarrollo del esquema de inmunización (tabla), pero esta fue diferente para cada uno de estos grupos,  lo que  puede ser debido al tipo de adyuvante utilizado.

  En  las primeras inoculaciones correspondientes a la respuesta primaria, los resultados en los   títulos de anticuerpos fueron superiores  para el  GCP, donde se utilizó  el adyuvante de Freund   completo e incompleto, mientras que este parámetro, en las inoculaciones posteriores   correspondientes a  la respuesta secundaria para el GTM, con el uso de la solución CM-95 tratada   magnéticamente como adyuvante inmunológico fue similar al adyuvante de Freund.

   Estos resultados concuerdan con los obtenidos en trabajos anteriores, donde se evaluó la acción de la solución CM-95 tratada magnéticamente como adyuvante inmunológico con antígenos bacterianos, en esquemas de inmunización desarrollados en ratones Balb/c y conejos Nueva Zelanda. En diferentes tiempos del desarrollo del esquema de inmunización durante la respuesta secundaria se obtuvieron títulos de anticuerpos superiores,  cuando se utilizó la solución CM-95 tratada magnéticamente como adyuvante inmunológico en comparación con los adyuvantes convencionales. 5,  6    

   La solución CM-95 TM, por ser soluble, se ha podido evaluar como adyuvante inmunológico con antígenos bacterianos por las vías de inmunización intraperitoneal; subcutánea e  intravenosa en ratones Balb/c y conejos blancos Nueva Zelanda, con buenos resultados.  En este trabajo se ha evaluado la solución adyuvante con un antígeno proteico soluble. Al utilizar la vía subcutánea en ratones Balb/c, contradictoriamente, el adyuvante de Freund no puede emplearse por todas las vías de inmunización,  y en específico por la intravenosa, ya que al insolubilizar el antígeno se forma una emulsión que obstruye las venas. 10, 13- 15

   En sentido general, la no aparición de  títulos de anticuerpos para el GSTM durante el esquema de inmunización,  cuando fue utilizada la solución CM-95 sin tratamiento magnético, asevera  la importancia del tratamiento magnético aplicado a la solución CM-95 para obtener efectos de inmunoestimulación. En este caso dicha solución logró activar  elementos importantes de la respuesta inmune, que potencian la síntesis de anticuerpos específicos para la proteína IgG humana. Se ha demostrado que la  obtención de anticuerpos  para  antígenos proteicos  dependen no solo de la participación de linfocitos B, sino también de la cooperación de subpoblaciones de  linfocitos T, como los Th CD4+ reguladores, propios de la respuesta inmune celular.11

  En estudios anteriores Martínez et al 6   informaron  la acción  de la Solución CM-95 tratada magnéticamente en la estimulación de la respuesta inmune celular y en particular de los linfocitos T CD4+, lo que  puede explicar  su acción en  la síntesis de anticuerpos  específicos para un antígeno de naturaleza proteica (IgG humana).

   En este trabajo se utilizó un esquema con inmunizaciones a intervalos de 7 días  y una concentración del antígeno de  50 mg.  Estas condiciones de inmunización  fueron escogidas, teniendo en cuenta la utilización de ratones como biomodelos experimentales y una proteína como antígeno, donde la dosis de inmunización puede oscilar entre 50 y  1000mg  o entre 5 y 50mg, 10 aunque algunos investigadores sugieren el uso de otras vías de inmunización y diferentes dosis para antígenos solubles y proteicos; sobretodo cuando se utilizan cabras y caballos se sugiere  la vía intramuscular y la dosis del antígeno en mg.16- 18

  Estos resultados demuestran  la importancia en el uso de adyuvantes inmunológicos,   especialmente cuando se utilizan antígenos solubles, los que son  poco inmunogénicos y   necesitan  de estas sustancias para hacer eficaces los procesos de inmunización  en la obtención   de sueros policlonales o monoclonales.  

Macrófagos peritoneales

   En la figura 1 se muestran los resultados  en el número de los macrófagos peritoneales al final del esquema de inmunización con el  antígeno proteico IgG humano, inoculado por vía SC para los grupos GTM (solución CM-95 TM), GCP (adyuvante de Freund), GSTM (solución CM-95 sin tratamiento magnético y GCN  (animales sin inocular).

                       

   Figura 1. Conteo de macrófagos peritoneales en ratones Balb/c inoculados con la solución
CM-95 tratada magnéticamente como adyuvante inmunológico,  junto a  la IgG humana como
antígeno. El número de macrófagos peritoneales al final del esquema de inmunización fue
superior en el GTM en relación con el  GCP, GSTM y GCN,  con diferencias estadísticamente significativas para P<0,05.
          

   La figura 1 muestra, en el grupo GTM, valores superiores en el conteo de macrófagos peritoneales y al resto de los grupos, con diferencias significativas con todos ellos para P<0.05.  Las diferencias significativas entre los controles se registraron para el GCP y GSTM en relación con GCN. P< 0,05.

   Aún cuando la inoculación del antígeno junto al adyuvante se realizó por vía subcutánea, fue alta la estimulación de los macrófagos peritoneales, los cuales debieron  diferenciarse de  monocitos sanguíneos a macrófagos  o se estimularon a los macrófagos residentes en la serosa de la cavidad peritoneal, los que se movilizaron al peritoneo  por la acción  de la solución CM-95 tratada magnéticamente.11  Se puede defender la hipótesis que  a través de la vía linfática o sanguínea pudo llegar el estímulo de la solución CM-95 TM hasta el peritoneo  cuando fue inoculada por vía subcutánea y realizar efectos quimiotácticos  hacia estas células.

   Diferentes autores han encontrado que los macrófagos funcionan como CPA  fundamentalmente  en los procesos de activación de linfocitos para respuestas secundarias proteicas 12 como el utilizado en esta investigación.

Toxicidad local

   En la figura 2 se exponen los resultados del análisis microscópico en el estudio histopatológico realizado al tejido en el sitio de  inoculación del inmunógeno proteico IgG humano, junto  con la solución CM-95 tratada magnéticamente (GTM) A  y con el adyuvante de Freund  (GCP) B.

   En los animales inoculados con la solución CM- 95 TM, junto al antígeno  proteico IgG humana se  observó que no existen hallazgos tisulares de toxicidad en el sitio de administración, a pesar de la presencia de macrófagos y linfocitos (figura 2A).  En el grupo GCP, donde se utilizó el adyuvante de Freund aparecieron vesículas o quistes. En  la observación histológica hubo reacción granulomatosa, dados  por  la formación de granulomas macrofágicos que induce este adyuvante (figura 2 B).  

                             

    Figura 2. Tejido subcutáneo  en el  sitio de inoculación de la IgG humana por vía subcutánea en  un esquema de inmunización en ratones Balb/c. A) GTM con la solución CM-95 tratada magnéticamente como adyuvante inmunológico. Se observa el tejido adiposo con infiltración de linfocitos, polimorfonucleares y macrófagos epiteliales.  B)  GCP con el  adyuvante de Freund. Se observa  el tejido adiposo con hemorragia de histiocitos, reacción inflamatoria con  infiltración de linfocitos polimorfonucleares y  formación de granuloma macrofágico.

  En este caso se pudo demostrar que  hísticamente  existen  manifestaciones  diferentes.  La solución CM-95 tratada magnéticamente movilizó células importantes para la respuesta inmune sin signos de toxicidad local; sin embargo, el efecto del adyuvante de Freund fue la movilización de estas células con la inducción de grave respuesta inflamatoria.

  Según algunos autores el adyuvante de Freund tiene acción de depósito,  al insolubilizar el   antígeno, lo cual propicia la acumulación de macrófagos junto con otras células, que forman los    granulomas macrofágicos y es lo que constituye  el signo de toxicidad.

  La solución CM- 95  es soluble, no origina la formación de granulomas, lo cual sugiere otro   mecanismo de acción en la estimulación inmunológica. Su comportamiento como   inmunopotenciador  pudiera explicarse si asumimos la hipótesis que  esta solución tratada   magnéticamente interacciona   con la membrana de las células que participan en la respuesta   inmune, donde se encuentran receptores y otras moléculas cargadas, con funciones importantes   para la  respuesta inmune  humoral y  celular, las  que recibieron  la nueva señal de la sustancia   tratada magnéticamente.

  Estos resultados sugieren la posibilidad de utilizar la solución CM-95 tratada magnéticamente   como adyuvante inmunológico, para la obtención de reactivos biológicos  específicos para proteínas   del suero sanguíneo humano con eficacia y seguridad en diferentes biomodelos experimentales.

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Dra.C. Clara Martínez Manrique. Centro Nacional de Electromagnetismo Aplicado,  Avenida de Las Américas S/N  CP 60400  Santiago de Cuba.

Dra.C. Clara Martínez Manrique


1  Licenciada en  Ciencias Biológicas. Doctora en Ciencias.  Profesora Titular
   Centro Nacional de Electromagnetismo Aplicado.    Universidad de Oriente
2  Licenciada  en  Ciencias Biológicas.  Máster en Biotecnología
   Hospital Oncológico “Conrado Benítez” de  Santiago de Cuba
3  Especialista de II Grado en Bioquímica e Inmunología. Doctor en    Ciencias.   Profesor     Titular
   Centro Nacional para la Producción de Sueros y Vacunas. Instituto Finlay.     La Habana 

CÓMO CITAR ESTE ARTÍCULO

Martínez Manrique C, Tamayo Ortega V, Sierra González G. Obtención del suero anti IgG humano con  la solución  CM-95 tratada  magnéticamente como adyuvante inmunológico. [artículo en línea]. MEDISAN 2007;11(4). <http://bvs.sld.cu/revistas/san/vol11_4_07/san09407.htm> [consulta: fecha de acceso].

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