Поширеність інфекційних захворювань в галузі аквакультури та обмежена кількість безпечних і ефективних пероральних вакцин створили виклик не лише для імунітету риб, а й для галузі аквакультури в цілому. Стає доступним все більше пероральних рибних вакцин, але дослідники мають невирішені питання щодо того, як вони працюють і як впливають на імунну систему риб.
Постійна проблема при розробці пероральних рибних вакцин пов’язана з їх ефективністю – багато активних антигенів, що містяться у вакцинах, розкладаються в шлунково-кишковому тракті риб. У світлі цього дослідники з Національного коледжу, Університетів Alagappa та Saveetha переглянули різні методи інкапсуляції, які зберегли б пероральні вакцини життєздатними після початкового травлення. Вони також окреслили останні досягнення в пероральній вакцинації в аквакультурі та її роль як сталого заходу профілактики захворювань.
Пероральна вакцинація – статус захисту в аквакультурі
Розробка методів пероральної вакцинації стала значним прогресом для галузі аквакультури. У багатьох випадках введення вакцини рибі вручну, за допомогою шприца, неможливо. Висока щільність поголів’я на великих фермах означає, що вакцинація цілих ставків або сажалок є трудомісткою та викликає стрес у риби.
Мануальна (вручну) вакцинація тилапії. Мануальне щеплення риб вимагає високих трудозатрат та генерує стреси у риб
Оскільки пероральні вакцини можна вводити через корм або інші дієтичні добавки, виробники можуть підвищити імунітет свого поголів’я в рамках щоденної господарської діяльності. Пероральна вакцинація також дозволяє виробникам імунізувати великі поголів’я риби, не викликаючи додаткового біологічного стресу. Пероральні вакцини можна доставляти рибам шляхом збагачення комбікорму спеціальними (лікувальними) покриттями, шляхом інкапсуляції антигенів у різноманітних полімерах або за допомогою процесу біокапсуляції в живих кормах, таких як коловертки, водяні блохи та артемія.
Незважаючи на переваги пероральних вакцин, існує небагато вакцин, схвалених для використання в секторі аквакультури. Це низьке число пояснюється відсутністю імунної відповіді порівняно з ін’єкційними вакцинами. Дослідники відзначили, що вакцинні антигени мали тенденцію до деградації, коли вони проходили через шлунок риби.
Типи пероральних водних вакцин
Існують різні типи вакцин. Звичайні різновиди складаються з інактивованих організмів, вакцин з живих ослаблених організмів і вакцин з білкових субодиниць. Для живих ослаблених вакцин один або кілька вірусів або бактерій модифікують для експресії нижчої вірулентності або притаманної низької патогенності щодо цільових видів риб. Дослідники можуть модифікувати віруси або бактерії за допомогою фізичних або хімічних методів, серійного пасажу в клітинній культурі, культивування за аномальних обставин і молекулярно-генетичної модифікації для створення активних антигенів.
Живі ослаблені (аттенуйовані) пероральні вакцини імітують інфекцію живих патогенів, стимулюючи біологічні шляхи та відповіді, які посилюють імунні фактори, пов’язані з вродженим і адаптивним імунітетом. Ці вакцини розмножуються в організмі хазяїна, дозволяючи тварині розвинути достатню клітинну пам’ять і виробити тривалий імунітет.
За словами дослідників, живі ослаблені вакцини ефективні в більшості випадків. Однак вони можуть становити небезпеку, якщо повернуться до своєї вірулентної форми, викликаючи інфекційні захворювання. Живі ослаблені вакцини також можуть бути патогенними для господарів з ослабленим імунітетом і можуть мати залишкову вірулентність.
Приклади живих ослаблених пероральних вакцин, які в даний час використовуються в промисловості аквакультури, включають вакцину Arthrobacter проти бактеріального захворювання нирок лососевих (BKD), вакцину сома проти Flavobacterium columnare, вакцину проти вірусу геморагічної септицемії (VHSV), вірусну вакцину проти вірусу герпесу Коі (KHV) для коропа. і аттенуйована вакцина V. anguillarum у райдужного пструга.
Інактивовані або вбиті пероральні вакцини
Пероральні вакцини з вбитих цілих або інактивованих клітин містять термічно або хімічно вбиті патогени в суспензії, які можуть викликати захисну імунну відповідь проти патогенів при введенні пацієнтам, чутливим до інфекційних захворювань.
Деякі компанії-виробники кормів інкорпорують антигени до кормів для гідробіонтів/ Пероральні вакцини можна згодувати рибам шляхом використання збагачених антигенами комбікормів © Nofima
Інактивовані вакцини використовуються для придушення (супресії) бактеріальних інфекцій у риб, у тому числі тих, що спричиняють вібріоз та Aeromonas, що викликає септицемію, наприклад V. anguillarum, V. ordalli, Y. ruckeri, V. salmonicida та A. salmonicida. Убиті пероральні вакцини комерційно доступні у вигляді інактивованих формаліном цільноклітинних вакцин, які можна застосовувати з ад’ювантами (допоміжними речовинами) або без них.
Зараз на ринку є вакцини, які можуть боротися з деякими патогенними вірусами у вирощуваній рибі, такими як вірус інфекційного панкреонекрозу (IPNV), вірус інфекційного гемопоетичного некрозу (IHNV), вірус вірусної геморагічної септицемії (VHSV) і вірус весняної віремії коропа (SVCV).
Сучасні пероральні вакцини
Сучасні технології пероральних вакцин в аквакультурі використовують технологію рекомбінантної ДНК- вакцини, рекомбінантні білкові вакцини та пептидні вакцини. Виявлення імуногенного компонента або білка збудника, який становить інтерес, на додаток до підтвердження його патогенності in vivo та in vitro, є першим кроком у виробництві рекомбінантної білкової вакцини.
Очищені глікопротеїни IHNV і VHSV, наприклад, використовувалися як субодиниці рибних вакцин і, як було показано, є імунопротекторними, і, як і рекомбінантні вакцини, вони часто використовуються в аквакультурі.
Науплії Artemia. Живий корм, такий як артемія, можна використовувати як спосіб доставки вакцини © Benchmark
Інкапсульовані пероральні вакцини
В даний час вивчаються різні форми доставки вакцини. Ключова проблема полягає в тому, щоб знайти спосіб зберегти цілісність антигену до того, як він досягне місця імунологічної мішені. Дослідники звертаються до техніки інкапсуляції, яка дозволяє інтегрувати антигенну сполуку з “носієм”, який може захистити її від несприятливих умов шлунка риби.
Існує три основні методи інкапсуляції вакцин: використання адгезивів, таких як харчова олія або желатин, обприскування готової їжі рідкою суспензією вакцини та спільна обробка антигену з водним кормом під час виробничого процесу. Однак дослідники повідомляють, що ці процеси мають недоліки. Інкапсуляція може призвести до нерівномірного розподілу вакцини в кормі та може ненавмисно послабити антиген через його прямий вплив травного середовища під час годування.
Методи інкапсуляції були модифіковані кращими стратегіями для кращого захисту та імунної відповіді, такими як інкапсуляція альгінатом, хітозаном, полілактидгліколідом (poly D,L-lactic-co-glycolic acid-PLGA), які показали багатообіцяючі імунні відповіді.
Вакцинація стала найбільш значущим і сталим рішенням для профілактики захворювань і контролю в аквакультурі. Щоб вакцини повністю розкрили свій потенціал, вони мають бути простими у введенні, ефективними, потужними та безпечними – і не мати наслідків для людей та навколишнього середовища навколо рибницьких господарств.
Порівняно з іншими методами вакцинації, оральні методи вакцинації можуть викликати необхідну імунну відповідь, створюючи менший стрес для риб. Ці методи також прості в застосуванні та мають відносно нижчу вартість, ніж ручні методи. Дослідники відзначають, що нанокапсуляція є перспективним методом, який може значно збільшити виробництво вакцини для аквакультури. Подібним чином живий корм, такий як артемії, можна використовувати як потужні біологічні носії завдяки їх невеликому розміру та легкому вирощуванню як корму.
Посилання
Akshaya Radhakrishnan, Baskaralingam Vaseeharan, Pasiyappazham Ramasamy & Sivakamavalli Jeyachandran (2022) Oral vaccination for sustainable disease prevention in aquaculture—an encapsulation approach. Aquaculture International
Посилання на оригінал: https://thefishsite.com/articles/how-do-oral-vaccines-work-in-aquaculture?utm_medium=email&utm_campaign=Farewell%20to%202022%20-%2029th%20December%202022&utm_content=Farewell%20to%202022%20-%2029th%20December%202022+CID_e00e9ba45dcbc4320df8b76f7d1f2594&utm_source=Email%20marketing%20software&utm_term=How%20do%20oral%20vaccines%20work%20in%20aquaculture
