Los procesos de infección que presentan los patógenos requieren la adquisición de nutrientes inorgánicos esenciales y oligoelementos del huésped para sobrevivir y proliferar. Sin lugar a dudas, el hierro es un metal traza crucial para todos los organismos vivos y también un componente fundamental en las interacciones huésped-parásito. En particular, el huésped reduce el hierro disponible para hacer frente a la enfermedad infecciosa, aumentando la expresión de las proteínas transportadoras de hierro y activando las vías de síntesis y degradación del hemo. Además, hallazgos recientes han sugerido que la modulación del metabolismo del hierro en los peces promueve la respuesta inmune al reducir la toxicidad del hierro celular.
Investigadores del Centro Interdisciplinario de Investigaciones Acuícolas (INCAR) y del Laboratorio de Biotecnología y Genómica Acuática, del Departamento de Oceanografía, de la Universidad de Concepción, plantearon la hipótesis de que las proteínas recombinantes relacionadas con el metabolismo del hierro podrían modular el sistema inmunológico de los peces a través del metabolismo del hierro y genes sensibles al hierro.
De esta forma, los investigadores diseñaron, bio-informáticamente, una proteína de transporte de hierro quimérico (IPath®), que fue expresada en un sistema bacteriano recombinante.
La proteína iPath® mostró una actividad quelante significativa en condiciones in vitro y la actividad biológica. Tomando esta evidencia, los investigadores evaluaron esta proteína quimérica denominada iPath® como una vacuna candidata contra los patógenos prevalentes en la salmonicultura chilena.
Para esto, se desafío ejemplares de salmón Atlántico con tres diferentes patógenos de peces. Las pruebas experimentales se realizaron utilizando dos grupos de peces: uno inmunizado con iPath® y otro inyectados con adyuvante como el grupo de control. Después de 400 unidades térmicas acumuladas (UTAs), se realizaron dos ensayos de infección diferentes. En el primero, los peces fueron infectados con la bacteria Aeromonas salmonicida, y en un segundo ensayo, los peces fueron expuestos al ectoparásito Caligus rogercresseyi y, posteriormente, infectado con la bacteria intracelular Piscirickettsia salmonis.
Los resultados del estudio fueron publicados en la Revista Vaccines y revelaron que los peces inmunizados con iPath® mostraron un retraso significativo en la curva de mortalidad en respuesta a las infecciones por A. salmonicida y P. salmonis. Sin embargo, no se observaron diferencias significativas entre los grupos de peces infectados y de control al final del experimento.
En particular, se observó una reducción de la carga de piojos de mar en el salmón Atlántico vacunado. El análisis transcripcional pone de manifiesto una alta modulación de genes relacionados con la homeostasis del hierro en peces vacunados con iPath® en comparación con el grupo de control durante la infección. Además, el aumento de la expresión de IgT del salmón Atlántico se asoció con la inmunización con iPath®.
Finalmente, el estudio concluye que se proporciona evidencia de que la proteína iPath® podría ser utilizada como un antígeno o refuerzo en las vacunas comerciales de peces, lo que mejoraría la respuesta inmune contra patógenos relevantes para la acuicultura de salmón.
Aquí puede acceder al estudio completo.
