Idealno cepljenje v akvakulturi bi bilo skoraj neopazno. Namesto lovljenja, razvrščanja, anesteziranja in injiciranja posameznih rib bi ribogojec cepivo dodal krmi, ribe pa bi ga prejele med običajnim hranjenjem. Dejansko izvedljivost le-tega želi preveriti dveletni španski projekt INMUNOFEED, ki ga vodi podjetje Dibaq Diproteg. Razvijali bodo krmo z inaktiviranim cepivom proti laktokokozi, pri šarenki (proti bakteriji Lactococcus petauri) in pri evropskem brancinu (proti L. garvieae). Projekt predvideva merjenje imunskega odziva in proizvodnih kazalnikov ter končno validacijo v ribogojniških razmerah.
Tak način aplikacije je privlačen predvsem zato, ker rešuje praktično slabost sicer zelo učinkovitega pristopa imunske zaščite, kot je cepljenje. Injekcijska cepiva lahko izzovejo močan in razmeroma dolgotrajen sistemski imunski odziv, vendar individualno cepljenje zahteva delo, opremo in manipulacijo z ribami ter je uporabno šele, ko so živali dovolj velike. Potopna cepiva omogočajo obdelavo večjega števila manjših rib hkrati, oralna aplikacija pa bi imunizacijo lahko vključila neposredno v rutinsko oskrbo jate. Njena potencialna prednost zato ni le manj dela, temveč možnost cepljenja ali poživitve zaščite brez ponovnega lovljenja in obdelave posameznih živali.
Dodatna spremenljivka je dogajanje v prebavilih, ki niso le pasivna cev, skozi katero antigen brez sprememb pripotuje do imunskih celic. Kislo okolje in prebavni encimi ga lahko razgradijo, še preden doseže mesta, kjer bi ga imunski sistem učinkovito prepoznal. Dodatno težavo predstavlja količina zaužite krme. Pri injiciranju je odmerek posamezne ribe znan, pri oralnem cepljenju pa je odvisen od apetita, hierarhije v jati, zdravstvenega stanja in razmer vzreje. Razvoj oralnega cepiva je zato hkrati imunološki problem in problem nadzorovane dostave učinkovine.
Poseben izziv je tudi imunsko okolje črevesja. Ker je sluznica neprestano izpostavljena antigenom hrane in mikroorganizmom, ne sme na vsako tujo molekulo odgovoriti z močnim vnetjem. Če antigen do črevesja pride v neustrezni obliki ali količini, lahko odziv ostane prešibek, pri nekaterih protokolih pa je treba upoštevati tudi možnost razvoja oralne tolerance. Zato se raziskave osredotočajo na alginatne in hitozanske ovoje, biološko razgradljive mikrodelce ter druge nosilce, ki antigen zaščitijo med prehodom skozi prebavila in omogočijo njegovo sproščanje na mestu, kjer lahko sproži učinkovitejši mukozni odziv.
Prav zaščita antigena je osrednji tehnološki problem projekta INMUNOFEED. Projekt ne izhaja iz že izbrane metode inkapsulacije, temveč bo moral določiti, kako cepivni antigen vključiti v krmo, da med proizvodnjo in skladiščenjem ne izgubi imunogenosti ter ostane funkcionalen tudi po zaužitju. Šele nato bo mogoče presoditi, ali lahko takšna formulacija v proizvodnih razmerah zagotovi dovolj dosledno in trajno zaščito. Zato projekt za zdaj ni dokaz, da lahko krma nadomesti injekcijsko cepljenje, temveč preizkus, ali je takšna zamenjava ali dopolnitev sploh realna.
Poskusi oralnega cepljenja proti laktokokozi imajo daljšo zgodovino. V raziskavi iz leta 2004 je cepivo z bakterijskim antigenom, zaprtim v alginatne mikrodelce, kot primarna oralna imunizacija doseglo 50-odstotni relativni odstotek preživetja oziroma RPS. Ko so bile ribe najprej cepljene z injekcijo in so tri mesece pozneje dobile oralni poživitveni odmerek, je RPS štiri tedne po ponovnem cepljenju dosegel 87 odstotkov. Rezultat je pomemben predvsem zato, ker kaže na možno vlogo oralne aplikacije pri vzdrževanju že vzpostavljene zaščite, ne pa nujno kot univerzalno nadomestilo za primarno injekcijsko cepljenje.
Takšna kombinacija poti cepljenja je z vidika proizvodnje posebej zanimiva. Primarna imunizacija z injekcijo ali potapljanjem lahko vzpostavi zaščito v obdobju, ko je to izvedljivo, poznejši oralni odmerek pa bi jo lahko podaljšal brez dodatne manipulacije z ribami. Koliko je tak pristop uporaben, bo odvisno od vrste, povzročitelja in trajanja zaščite po prvem cepljenju. Oralna aplikacija zato ni nujno tekmec injekcijskemu in potopnemu cepljenju, ampak lahko postane dodatno orodje znotraj širšega programa zdravstvenega varstva.
Pri laktokokozi se zaplet začne že pri povzročitelju. Bolezen je bila dolgo tesno povezana z Lactococcus garvieae, genomske analize pa so pokazale, da so bili nekateri izolati v preteklosti napačno določeni in v resnici pripadajo L. petauri ali sorodnim vrstam. Za razvoj cepiva to ni taksonomska podrobnost. Če se sestava povzročiteljev med območji in ribogojnicami razlikuje, mora antigen čim bolje ustrezati sevom, s katerimi se bodo cepljene ribe srečale v proizvodnji. Dober rezultat proti enemu laboratorijskemu izolatu zato sam po sebi še ne zagotavlja enake zaščite proti celotni populaciji povzročitelja na terenu.
Tu se oralno cepljenje poveže s širšim problemom ribjih cepiv, katerih učinkovitost lahko razumemo kot nekakšno črno skrinjico. V laboratoriju so znani cepivo, odmerek, temperatura, čas cepljenja in sev, s katerim bodo ribe izzvali. Na ribogojnici se isti imunski sistem sreča z nihanjem temperature in kisika, spremembami kakovosti vode, stresom zaradi manipulacije, različnimi gostotami naselitve, sočasnimi okužbami ter večjo raznolikostjo povzročiteljev. Učinkovitost zato ni nespremenljiva lastnost izdelka, ampak rezultat interakcije med cepivom, ribo, povzročiteljem in okoljem.
Temperatura ima pri ribah posebej neposreden vpliv, ker kot ektotermni organizmi nimajo neodvisno uravnavane telesne temperature. Sprememba temperature vode spreminja hitrost imunskih procesov, hkrati pa lahko vpliva na razmnoževanje in virulenco povzročiteljev. Hipoksija, povišan amonijak in drugi stresorji dodatno obremenijo škrge, črevesje in druge sluznične površine. Pri mukoznih cepivih je to še posebej pomembno, saj so koža, škrge in prebavila hkrati prva obrambna linija ter tkiva, v katerih naj bi cepljenje okrepilo lokalno zaščito.
Tudi merjenje uspeha ni tako enostavno, kot nakazuje preživetje po eksperimentalni okužbi. RPS primerja smrtnost cepljene in necepljene skupine, vendar ne pove nujno, ali je cepivo preprečilo okužbo, zmanjšalo količino povzročitelja ali omejilo njegovo širjenje med ribami. Podobno koncentracija protiteles ni vedno neposreden napovednik zaščite, saj pri ribah sodelujejo sistemski in mukozni mehanizmi, katerih prispevek se med povzročitelji razlikuje. Cepivo je zato mogoče pravilno oceniti šele, ko poleg smrtnosti spremljamo tudi okužbo, patološke spremembe, količino povzročitelja in proizvodne kazalnike.
Prav zato je terenski del razvoja cepiva vsaj tako pomemben kot laboratorijski. Dobro zasnovan preizkus na ribogojnici mora poleg zdravstvenega izida beležiti temperaturo, kisik, kakovost vode, velikost rib, način aplikacije, čas od cepljenja, morebitne sočasne okužbe ter rast in druge proizvodne rezultate. Brez takih podatkov je težko razlikovati med cepivom, ki v določenem sistemu res ne deluje, in učinkovitim cepivom, uporabljenim ob neugodnem času, pri neustrezni velikosti rib ali proti antigensko drugačnemu povzročitelju.
V tem je pomen projekta INMUNOFEED širši od same ideje cepiva v peletih. Če bo tehnološki del uspešen, bo moral projekt pokazati še, ali je mogoče doseči dovolj enakomeren odmerek, ustrezen imunski odziv in zaščito, ki vzdrži spremenljive razmere komercialne reje. Uspeh bo zato odvisen od povezave med imunologijo, tehnologijo krme, diagnostiko in upravljanjem ribogojnice, ne zgolj od tega, ali je antigen mogoče fizično vključiti v krmo.
Razvoj cepiv v akvakulturi se tako postopoma odmika od preprostega vprašanja, ali določena formulacija deluje. Pomembnejše postaja, pri kateri ribi, proti kateremu povzročitelju, v kateri razvojni fazi in v kakšnem okolju bo ustvarila dovolj močno in dovolj dolgo zaščito. Oralna cepiva so dober preizkus tega premika. Na videz najpreprostejši način cepljenja bo uporaben šele, ko bo mogoče dovolj zanesljivo nadzorovati celotno pot od antigena v krmi do zaščitnega odziva v ribogojnici.
Avtorji članka so zaposleni na Oddelku za zootehniko, Biotehniška fakulteta Univerze v Ljubljani, ki je izvajalec operacije “Izmenjava znanja – e-novice: vzpostavitev in vzdrževanje sistema za pošiljanje e-novic z zagotavljanjem relevantnih vsebin in uredniškega dela” na aktivnosti Akvakultura, ki temelji na znanju, in raziskave, Programa Evropskega sklada za pomorstvo, ribištvo in akvakulturo 2021-2027
Živijo, moje ime je EMA, kako ti lahko pomagam?
