REPORTAJE

Vacunas 2.0 en acuicultura gracias a las técnicas moleculares avanzadas

Mundial 16/05/2022 | Los avances en biotecnología permiten pensar en un futuro con vacunas de péptidos sintéticos recombinantes, basadas en nanopartículas y comestibles de origen vegetal, entre otras

vacunando truchas

La prevención y profilaxis de enfermedades en acuicultura por virus y bacterias se alcanzan por varías vías: un buen manejo de los reproductores para que estén libres de patógenos específicos; el uso de alimentos funcionales para mejorar el estado inmunológico; y, especialmente, con el uso de vacunas.

A pesar del máximo cuidado que se ponga, es inevitable como en cualquier ganadería, que tarde o temprano llegue el momento de enfrentarse a un brote de enfermedad.

Las actuales vacunas que se usan en acuicultura se basan en antígenos obtenidos de agentes infecciosos causante de una enfermedad, ya sean muertos - inactivados - o vivos atenuados. Estas terapias plantean algunas limitaciones y precisan de usar adyuvantes para aumentar la potencia de la formulación para lograr una protección más duradera y adecuada.

Por ejemplo, el uso de vacunas de patógenos vivos atenuados tiene como principal problema la seguridad, ya que si no están bien atenuadas pueden volver a la virulencia.

También está el factor económico. El desarrollo de nuevas vacunas para patógenos específicos por especies de peces requiere bastante tiempo y es costoso y, por lo tanto, no siempre van a ser rentables. Por eso, el enfoque de la vacunación actual se enfoca en este tipo de tecnología tradicional que permite encontrar la rentabilidad para monitorear los patógenos que causan mortalidades masivas.

Teniendo claro que el actual sistema de vacunación ha tenido un progreso significativo en el desarrollo y la fabricación de vacunas seguras, económicas y rentables; y que ya se pueden reconocer antígenos protectores, la mayoría de los esfuerzos para desarrollar vacunas para animales acuáticos se encuentran en una etapa inicial. Además, aún no se han resuelto los problemas que se interponen en el desarrollo de estrategias de vacunación multivalentes y asequibles.

Pero el sistema actual de vacunación no es perfecto y debe evolucionar en nuevas terapias como requisito obligado. La tecnología se enfoca en desarrollar métodos moleculares, como los organismos genéticamente modificados (OGM) que, al estar dirigidos hacia una diana son mas específicos que los basados en la mutagénesis aleatoria.

A modo de resumen se puede decir que las vacunas para peces producidas en el futuro deberán ser, por tanto, contra varios patógenos infecciosos, respetuosas con el medio ambiente y rentables. Deben ser adecuadas para la producción a gran escala, estar fácilmente disponibles y asequibles, incluso para los pequeños piscicultores. También deben ser tenidas en cuenta las estrategias de biotecnología vegetal y sus aplicaciones en el desarrollo de vacunas para peces como posibles soluciones que pueden satisfacer en este sentido los requisitos de la piscicultura.

Modernas técnicas para elevar el nivel de protección de los peces

Investigador microscopio

Las nuevas tecnologías de vacunación incluyen a los péptidos sintéticos recombinantes, vacunas mucosas que actúan en el sistema inmune e incluye una serie de propiedades defensivas como la activación y aumento en número y tamaño de las células de moco branquiales e intestinales en respuesta casi siempre a infecciones bacterianas o irritantes presentes en el agua.

Por otra parte están las vacunas de ADN que usan bacterias  y se administran oralmente en el alimento o por inmersión. Este planteamiento permite vacunar muchos peces de una sola vez, limitando a su vez su manipulación y el consiguiente estrés.

Las vacunas basadas en nanopartículas utilizando partículas de proteína recombinante nanoestructurada que son capaces de producir anticuerpos específicos contra la proteína de la cubierta del virus. Estas vacunas no tienen adyuvantes. En fase experimental ya se han probado en lenguado como animal modelo experimental para protegerlo del nodavirus.

También están las vacunas comestibles de origen vegetal. Las plantas son baratas de cultivar y resisten las formas comunes de contaminación. Son sostenibles y respetuosas con el medio ambiente. Las proteínas o vacunas terapéuticas resultantes suelen almacenarse dentro de sus semillas u otros componentes celulares, que pueden deshidratarse fácilmente para su almacenamiento, sin necesidad de congeladores ultrafríos ni soportes esterilizados.

La vacunología inversa comprende un análisis bioinformático predictivo que puede identificar posibles antígenos y epítopos protectores y ya se está empezado a utilizar para el desarrollo de vacunas más efectivas para patógenos bacterianos Gram negativos como Piscirickettsia salmonis, Aeromonas salmonicida, Yersinia ruckeri, Vibrio anguillarum y Moritella viscosa.

El sistema inmune innato posee un set de receptores de reconocimiento de patógenos que identifican patrones propios sólo de los patógenos activando las diferentes respuestas contra estos. Los más conocidos de estos receptores son los receptores tipo-Toll y varios de ellos están presentes en peces y son diferentes a los de los mamíferos. Estos receptores tipo Toll basan su eficacia en el estímulo de sensores para ácidos nucleicos de virus. 

Están las proteínas de caja de grupo de alta movilidad, receptores similares al gen I inducible por ácido retinoico.

Por otra parte, los estudios moleculares recientes sugieren que éstos juegan un papel importante en la activación del sistema inmunológico de los peces contra las enfermedades virales y, también, pueden manipularse para lograr los niveles de protección deseados. Además, los receptores tipo toll identifican específicamente los patrones moleculares asociados a patógenos en los microbios, activando su señalización inmunitaria de cascadas y, por lo tanto, mejorando la inmunidad innata.

Los receptores tipo toll juegan un papel importante en la inmunidad adaptativa. Por lo tanto, la adición de toll como adyuvante y activadores de receptores en la formulación de vacunas para su uso en peces y animales acuáticos puede proporcionar una vacuna eficaz.

En el caso de vacunas que no inducen respuestas inmunitarias fuertes, la combinación con adyuvantes mejorados podría desempeñar un papel clave en el desarrollo de vacunas al mejorar el nivel de protección hacia el nivel deseado.