La prevalencia de enfermedades infecciosas en la industria acuícola y el limitado número de vacunas orales seguras y efectivas ha impuesto un desafío no solo para la inmunidad de los peces, sino también una amenaza para la salud humana.
La disponibilidad de vacunas orales para peces se ha expandido recientemente, pero poco se conoce sobre su forma de trabajo y como afectan el sistema inmunológico.
La eficacia insatisfactoria de las vacunas orales existentes es parcialmente atribuible a la degradación del antígeno en el tracto gastrointestinal de los peces. Para superar este desafío se vienen adoptando varios métodos de encapsulación.
Los investigadores del National College, Alagappa University, y de la Saveetha University, publicaron una revisión científica en donde detallan los avances recientes en la vacunación oral en la piscicultura en términos del enfoque de encapsulación, lo que podría ayudar en futuras investigaciones.
Vacunación oral – estado de protección en la acuicultura
La forma más significativa de vacunación en la acuacultura es la oral. Las vacunas orales pueden ser administradas mediante el enriquecimiento del alimento formulado, a través del encapsulamiento en un rango diverso de polímeros, o por el proceso de bio-encapsulación en alimentos vivos (rotíferos, pulga de agua y Artemia).
En los alimentos formulados, las vacunas orales son aplicados como cobertura del alimento mediante el método de spray o la mezcla del antígeno con el alimento durante su proceso de fabricación.
El suministro del antígeno mediante mecanismos orales tiene las ventajas de ser poco estresante y simple de administrar cuando se trata de un elevado número de peces.
A pesar de los beneficios de las vacunas orales, existen pocas vacunas aprobadas para su uso en el sector acuícola. Este bajo número fue atribuido a la falta de respuesta inmune, cuando se compara con las vacunas inyectables. Esto se debe a la degradación del antígeno durante su tránsito por el estómago de los peces.
Tipos de vacunas acuáticas orales
Existen diversos tipos de vacunas. Las vacunas acuáticas orales han sido elaboradas por métodos convencionales que consisten de organismos inactivados, aunque también se vienen produciendo vacunas de organismos vivos atenuados o vacunas de sub-unidades de proteínas.
Vacunas orales vivas-atenuadas
Uno o más virus o bacterias modificados para expresar una menor virulencia o una baja patogenicidad inherente hacia las especies de peces objetivo se utilizan para generar vacunas vivas atenuadas.
Los métodos físico o químicos, el paso en serie en cultivo celular, el cultivo en circunstancias aberrantes y la modificación genética molecular son los métodos más comunes utilizados para atenuar patógenos vivos para la producción de vacunas.
Las vacunas orales vivas-atenuadas imitan la infección patógena viva y la ruta que ayuda a estimular una fuerte respuesta inmunitaria que regula al alza los factores inmunitarios asociados con la inmunidad innata y adaptativa. Estas vacunas se replican dentro del huésped, lo que permite que el animal desarrolle suficiente memoria celular y genere una inmunidad duradera.
Según los investigadores, las vacunas vivas atenuadas son efectivas en la mayoría de los casos, pero aún presentan un riesgo si vuelven a su forma virulenta causando enfermedades infecciosas y son patógenas en vacunados inmunocomprometidos o tienden a poseer virulencia residual.
Ejemplo de vacunas orales vivas atenuadas para su uso en la acuicultura incluyen la vacuna Arthrobacter para salmónidos contra la enfermedad renal bacteriana (BKD), vacuna para el bagre contra Flavobacterium columnare, vacuna contra el virus de la septicemia hemorragica viral (VHSV), vacuna viral contra el herpesvirus Koi (KHV) para la carpa, vacuna atenuada de V. anguillarum en trucha arcoíris, entre otros.
Vacunas orales inactivadas o muertas
Las vacunas orales inactivadas o muertas de células completas son una suspensión de patógenos destruidos térmica o químicamente, que pueden producir una respuesta inmune protectora en particular contra los patógenos cuando es administrado en los huéspedes susceptibles a enfermedades infecciosas.
Las vacunas inactivadas son usadas para suprimir las infecciones bacterianas en los peces, incluido aquellos causantes de vibriosis y Aeromonas causantes de septicemia como V. anguillarum, V. ordalli, Y. ruckeri, V. salmonicida, y A. salmonicida.
Las vacunas orales muertas están comercialmente disponibles como vacunas de células completas inactivadas por formalina que pueden aplicarse con o sin adyuvantes.
Existen vacunas para enfrentar a algunos virus patógenos que afectan a los peces, como el virus de la necrosis pancreática infecciosa (IPNV), el virus de la necrosis hematopoyética infecciosa (IHNV), el virus de la septicemia hemorrágica viral (VHSV), y el virus de viremia primaveral de la carpa (SVCV).
Vacunas orales modernas
Las tecnologías de vacunas orales modernas en la acuacultura utilizan tecnología de vacunas de ADN recombinante, vacunas de proteínas recombinantes, y vacunas de péptidos.
El descubrimiento del componente inmunogénico o proteína de una patógeno de interés, además de la validación de su patogenicidad in vivo e in vitro, es el primer paso en la producción de una vacuna de proteína recombinante.
Las glucoproteína purificadas de IHNV y VHSV, por ejemplo, vienen siendo utilizados como subunidades de vacunas en peces y han demostrado ser inmunoprotectores, y, al igual que las vacunas recombinantes, son frecuentemente empleados en la acuicultura.
Vacunas orales encapsuladas
En la actualidad se vienen estudiando diversas formas de suministro de vacunas con la finalidad de preservar la integridad del antígeno antes de que alcance el sitio del objetivo inmunológico.
Los sistemas de administración siguen la técnica de encapsulación en la que el compuesto antigénico se encapsula en un “carrier” que puede protegerlo de las condiciones gástricas adversas de los peces.
Básicamente existen tres técnicas para desarrollar vacunas a través de métodos de encapsulación: el empleo de adhesivos (aceite comestible o gelatina), rociar el alimento formulado con vacuna líquida en suspensión, y coprocesar el antígeno con el alimento durante el proceso de fabricación.
Sin embargo, reportan los investigadores, estos procesos tienen la desventaja de una distribución desigual en el alimento y el riesgo de degradación del antígeno debido a la exposición directa a un ambiente digestivo adverso durante la alimentación.
Las técnicas de encapsulación se modificaron con mejores estrategias para una mejor protección y respuesta inmunitaria, como la encapsulación en alginato, quitosano, ácido poli D,L-láctico-co-glicólico (PLGA), que han demostrado respuestas inmunológicas prometedoras.
Conclusión
La vacunación parece ser la solución más significativa y sostenible para el control y prevención de los brotes de enfermedades en la acuicultura.
Las vacunas para los peces deben ser fáciles de administrar, efectivas, poderosas y seguras, sin consecuencias para los humanos y el ambiente que rodea las piscigranjas.
En comparación con otros métodos de vacunación, los métodos de vacunación orales imponen menos estrés y estimulan las respuestas inmunitarias, además de su más fácil administración a un costo relativamente bajo cuando se compara con otros métodos.
La nano-encapsulación es un método prometedor que tiene el potencial para incrementar significativamente la producción de vacunas eficientes en la piscicultura.
Asimismo, el alimento vivo, como la artemia, puede ser empleado como potentes transportadores biológicos debido a su pequeño tamaño, fácil cultivo como alimento.
Contacto
Sivakamavalli Jeyachandran
Department of Biotechnology and Microbiology,
National College (Autonomous),
Tiruchirappalli, Tamil Nadu, 620001, India
Email:drjsvalli@nct.ac.in
Referencia (acceso abierto)
Radhakrishnan, A., Vaseeharan, B., Ramasamy, P. et al. Oral vaccination for sustainable disease prevention in aquaculture—an encapsulation approach. Aquacult Int (2022). https://doi.org/10.1007/s10499-022-01004-4
