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La industria salmonera se inició en Chile a principios de la década de los 80 y durante el año 2007, esta industria generó ingresos por un total de US$ 5.000 millones. Para el año 2007, la producción chilena alcanzó el 39% de la oferta mundial y, a partir de las proyecciones del crecimiento productivo, se postuló que Chile debiera transformarse en el primer productor mundial de salmón cultivado durante el periodo 2009-2010.
Sin embargo, la presión sobre un cultivo intensivo y a gran escala no ha permitido una mirada racional de largo plazo, destacando varias deficiencias como son los bajos niveles de calidad de smolt, aumento drástico de la caligidosis y de enfermedades endémicas como IPN, Flavobacteriosis y otras emergentes como ISA. Por ello, esta delicada situación sanitaria y social deberá generar en el corto plazo nuevas regulaciones en el cultivo de salmones, así como la implementación de adquisición de biotecnologías que aseguren el correcto y eficaz tratamiento contra las patologías que afectan fuertemente nuestra industria salmonera. El estudio Prospectiva 2010, la Industria de la Acuicultura, realizado por Innova Chile presenta como primera prioridad de parte del interés de los privados el promover el desarrollo de vacunas contra enfermedades y en segundo lugar el de reducir el uso de antibióticos, y desde el punto de vista de fomento productivo, financiar la investigación de nuevos recursos para alimentación, genética y vacunas, realzando la importancia de este proyecto.
La Necrosis Pancreática Infecciosa (IPN), es una enfermedad viral causada por el Virus de la Necrosis Pancreática Infecciosa (IPNv), patógeno que se transmite en forma horizontal y vertical entre salmónidos y también entre otros peces. El virus IPN está diseminado por todo Chile causando cuantiosas pérdidas económicas tanto, en cultivos de agua dulce como cultivos de mar. Esta enfermedad produce grandes pérdidas económicas en el cultivo de salmónidos en Chile, en el año 1995 se estimaron aproximadamente en 60 millones de dólares, siendo aun mayores en el año 2004, llegando a cerca de US$100 millones. Estas pérdidas corresponden tanto a las mortalidades registradas, a la reducción del volumen de siembra en mar y posterior cosecha y a los costos asociados al manejo sanitario una vez detectado el brote de la enfermedad.
Una vacuna ideal para IPNv debe inducir protección en una etapa muy temprana del desarrollo del pez, ojalá ya desde su etapa de alevín una vez que se produce el desarrollo inmunitario, por tanto prevenir también la formación de peces portadores, y debiera además ser efectiva contra un gran número de subtipos (genotipos) de virus IPN, particularmente, contra las variedades de virus IPN aislados desde peces infectados en los propios centros productivos. Existen numerosos intentos en la preparación de vacunas contra IPNv, no obstante ninguno de estos productos ha entregado resultados consistentes en etapas tempranas. Hasta el presente, ninguna de las vacunas comerciales puede ser usada con confianza para la inmunización de salmón y trucha. Esto concuerda con el mismo estudio de Innova Chile que se refiere a los insumos y tecnologías que se debieran producir o son demandadas considerando como numero uno a “vacunas para salmones anti IPN, SRS, BKD, etc.” y “Tecnologías para la producción de vacunas”.
En este proyecto se plantea producir una vacuna efectiva contra IPNv a través de una innovadora metodología de producción, que involucra la expresión de las proteínas estructurales VP2 y VP3 del virus de IPN y su correcto plegamiento en cápsides vacías (VLPs), lo que comprende el uso de sistemas de expresión en baculovirus, infección en líneas celulares de insecto y/o en larvas de insecto, y producción de los antígenos (VLPs). Para asegurar la efectividad de la vacuna, durante el proyecto, se trabajará paralelamente tanto en el desarrollo de vacunas VLPs que contengan las variedades de VP2 y VP3 de los aislados de IPN nacionales mantenidas en el cepario de la Universidad Austral de Chile y los proporcionados por Biodinámica (empresa asociada), y a la vez se desarrollaran vacunas a partir de las preparaciones de VLPs obtenidas desde la variedad de IPNv Sp122 y que han sido previamente expresadas en sistemas de baculovirus/larvas de insecto por el Dr. Vikram Vakharia del Instituto de Biotecnología de la Universidad de Maryland. Ambos tipos de VLPs serán sometidos a pruebas de antigenicidad, luego se realizará la micro-encapsulación de las VLPs seleccionadas, siendo estas vacunas posteriormente adicionadas al alimento de salmón en coordinación con la empresa Ewos (asociada), para su posterior entrega via oral y finalmente serán probadas en peces desafiados contra IPNv según procedimientos estándares aprobados por la autoridad regulatoria. Las ventajas de esta estrategia en relación a los intentos previos son numerosas, y radican en la utilización de las proteínas correctas para la formación de cápsides vacías (VLPs), como también la expresión en sistemas ya probados para una correcta expresión y modificación post traduccional de proteínas de organismos superiores, como es la utilización del sistema baculovirus en células de insecto o en larvas de insecto, facilitando además el escalamiento productivo. Asimismo, la preparación de vacunas a partir de variedades de IPNv provenientes de aislados chilenos asegura la eficacia de esta vacuna sobre los IPNv presentes en Chile y basados además en los estudios preliminares que realizaremos con la ya preparada a partir de IPN Sp122 por el Dr. Vakharia. La coexpresión de una proteína reportera fluorescente (GFP) en conjunto con VP2 y VP3 permitirá testear de manera muy rápida y sencilla la correcta función del sistema de expresión viral recombinante ya sea en cultivos celulares como en larvas. Las pruebas de antigenicidad permitirán escoger aquellas variantes más inmunogénicas. Por su parte, la micro-encapsulación, permitirá mejorar de manera determinante el producto en varios aspectos, protección de las proteínas VLPs durante su tránsito por el tubo digestivo, mejor absorción a nivel intestinal, la mezcla de las micro cápsulas con alimento se verá favorecida con la utilización de ciertos polímeros de encapsulación, aumentando la antigenicidad y mejorando la palatabilidad de la mezcla con respecto al producto sin encapsular y protección durante el proceso industrial de producción de alimento. Uno de los puntos mas determinantes corresponde a la administración oral que evita la manipulación de los peces presente en la vacunación parenteral evitando el estrés provocado por este procedimiento, ahorra en recursos humanos y en equipamiento e infraestructura, además de ser fácilmente incorporado con algunas modificaciones en los procesos por la industria productora de alimentos.
La adaptación e implementación en Chile de este sistema de clonamiento en Baculovirus y expresión en células y/o larvas de insecto posibilitará a futuro la producción de otras vacunas o de vacunas combinadas, ya que el material de IPNv puede ser combinado con los determinantes antigénicos de varios otros patógenos y/o antígenos bacterianos. Ejemplos relevantes de patógenos incluyen los virus de la anemia infecciosa del salmón (ISAv), la enfermedad del páncreas (PDV), de la necrosis hematopoyética infecciosa (IHNV), la hemorragia septicémica (VHSV), y alphavirus. Ejemplos de antígenos bacterianos relevantes incluyen aquellos de las bacterias Aeromonas salmonicida, Vibrio salmonicida, Piscirikettsia salmonis, Lectococcus garvieae, Renibacterium salmoninarum, Pasteurella piscida, y Flavobacterium, etc. Pudiendo este Know how, incluso ser adaptado y desarrollado para patógenos de otros sectores productivos de importancia económica nacional (aves y cerdos).
Por tanto, en términos generales se espera que este proyecto permita desarrollar un sistema eficiente de producción de antígenos basado en baculovirus/larvas de insectos, el cual podrá ser utilizado en la producción de vacunas contra patologías de importancia en el sector productivo. En lo específico, se espera obtener como productos, la genotipificación de diversos aislados de IPNv, proteínas antigénicas de IPNv purificadas como VLPs, VLPs-IPNv encapsuladas y mezcladas con alimento de salmón, las que pueden ser administradas como vacuna oral contra IPNv, proveyendo de altos niveles de protección en contra esta patología de salmónidos.
El desarrollo exitoso de estas vacunas orales basadas en VLPs será de gran valor biotecnológico, incidiendo fuertemente en la disminución de las pérdidas por mortalidad en sistemas acuícolas, permitiendo además proveer de servicios de producción y administración oral de antígenos derivados del patógeno que impactarían, directamente los sistemas de producción animal e indirectamente la salud pública, al provocar una disminución en el uso y administración de fármacos con fines terapéuticos y profilácticos. Esto podrá disminuir las debilidades detectadas y definidas como prioridades de la industria, en cuanto a la necesidad de generar mayor capacidad nacional de desarrollo científico y tecnológico de investigación interna, de modo que no sea necesario importar soluciones técnicas como paquetes, sino desarrollar nuestras propias soluciones o tener la posibilidad de su adecuación. |