Bakterie w paszach dla ryb nośnikiem szczepionki DNA
Sektor akwakultury jest najszybciej rosnącym sektorem produkcji żywności na świecie, wykazującym przeciętny roczny wskaźnik wzrostu na poziomie 6,3%. Mimo tak dynamicznego wzrostu, epidemie chorób wirusowych nadal są istotnym czynnikiem ograniczającym go. Jeśli rozwój sektora akwakultury ma być trwały, niezwykle istotne jest kontrolowanie tych wirusów. Jednym z możliwych rozwiązań jest indywidualnie szczepienie ryb hodowlanych poprzez zastrzyki, ale podejście to jest zarówno czasochłonne, jak i wymagające dużych nakładów pracy. W ramach jednego z projektów programu „Horyzont 2020”, LABVaccFish, stworzono innowacyjny rodzaj/nośnik szczepionki, który w przyszłości będzie mógł być podawany doustnie lub pośrednio (poprzez dodanie szczepionki do paszy lub wody). Podejście to umożliwi jednoczesne szczepienie wielu osobników naraz, ograniczając przy tym obsługę związaną z podaniem szczepionki oraz towarzyszący temu stres. Nowy rodzaj/nośnik szczepionki Bakterie kwasu mlekowego (ang. lactic acid bacteria, LAB) są korzystnymi mikroorganizmami uważanymi za bezpieczne dla ludzi, zwierząt i środowiska, występującymi powszechnie w mikroflorze jelitowej lub w formie dodatku do napojów probiotycznych. „Naukowcy ocenili potencjał zmodyfikowanych LAB na potrzeby dostarczania szczepionek z kwasów nukleinowych do komórek ryb, udowadniając co do zasady, że spożywczej jakości bakterie kwasu mlekowego mogą zostać wykorzystane jako nośnik w doustnych szczepionkach dla ryb”, mówi koordynator projektu dr Maria Forlenza. Wykazano, że szczepionki DNA są niezwykle skuteczne w ochronie ryb przed różnymi chorobami wirusowymi. „Zmodyfikowaliśmy bakterie z gatunku Lactococcus lactis, które są szeroko wykorzystywane w produkcji maślanki i sera, aby stworzyć prototyp opartej na DNA szczepionki przeciwko wirusowi wiosennej wiremii karpia (ang. spring viraemia of carp virus, SVCV)”, wyjaśnia dr Forlenza. Wyboru wirusa i antygenu dokonano w oparciu o prace wskazujące, że szczepienie plazmidami DNA kodującymi białko G wirusa SVCV jest wysoce skuteczne. Plazmidy to małe, okrągłe, dwuniciowe cząsteczki DNA, które różnią się od chromosomalnego DNA komórki. Jednakże ta droga podania jest mniej odpowiednia w przypadku szczepień masowych. Jak twierdzi dr Forlenza: „Zastosowanie spożywczej jakości bakterii kwasu mlekowego jako nośnika szczepionki jest atrakcyjną strategią dostarczania szczepionek na powierzchnię błon śluzowych, co w przypadku ryb nie zostało wcześniej zbadane”. Bezpieczna droga podania DNA Projekt LABVaccFish wykazał, że LAB mogą dostarczyć plazmidy DNA do komórek ryb. „Przełomem jest odpowiednia modyfikacja bakterii, dzięki której mogą one wniknąć do rybich komórek i przenieść do nich plazmid DNA skutkując ekspresją szczepionkowego antygenu, co udało się osiągnąć nie tylko w szalce Petriego, ale także w żywych larwach dania pręgowanego”, wskazuje dr Forlenza. Badania prowadzone w ramach projektu przyniosą korzyści przemysłowi szczepionek i pasz dla ryb, gdy tylko przeprowadzone zostaną badania stwierdzające, że bakterie te mogą dostarczyć szczepionki DNA do komórek różnych gatunków ryb o znaczeniu komercyjnym. Naukowcy określą także optymalną do podania dawkę i skuteczność szczepionki po podaniu doustnym. „Kolejnym krokiem jest walidacja takiego systemu u gatunków ryb hodowlanych po wymieszaniu LAB z paszą”, podsumowuje dr Forlenza.
Słowa kluczowe
LABVaccFish, szczepionka, DNA, bakterie kwasu mlekowego (LAB), akwakultura, wirus wiosennej wiremii karpia (SVCV)
