Bakterien im Fischfutter übertragen DNA-Impfstoff
Die Aquakultur ist mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 6,3 % weltweit der am schnellsten wachsende Sektor im Bereich der Lebensmittelproduktion. Doch trotz dieses Trends sind ausbrechende virale Erkrankungen weiterhin ein deutlich limitierender Faktor. Für eine nachhaltige Entwicklung des Aquakultursektors müssen diese Viren unbedingt unter Kontrolle gebracht werden. Eine Lösung wäre die individuelle Spritzimpfung der Zuchtfische, aber dieser Ansatz ist sowohl zeitaufwendig als auch arbeitsintensiv. Das Horizont 2020-Projekt LABVaccFish hat einen neuen Träger/Typ von Impfstoffen entwickelt, der zukünftig oral oder durch Immersion verabreicht werden kann, also indem der Impfstoff dem Futter oder dem Wasser zugegeben wird. Damit können mehrere Tiere gleichzeitig geimpft werden, wodurch ein direkter Umgang mit den Fischen weniger notwendig ist und der damit verbundene Stress reduziert wird. Neuer Träger/Typ von Impfstoffen Milchsäurebakterien sind gutartige Mikroorganismen, die für Mensch, Tier und Umwelt als ungefährlich gelten. Sie kommen allgemein in der Darmflora vor oder werden probiotischen Getränken als Zusatzstoff hinzugefügt. „Forscher haben untersucht, ob veränderte Milchsäurebakterien geeignet sind, um Impfstoffe auf Nukleinsäurenbasis in Fischzellen zu transportieren, und haben damit einen Grundsatzbeweis erbracht, dass Milchsäurebakterien in Lebensmittelqualität bei der oralen Impfung von Fischen als Träger genutzt werden können“, sagt Projektkoordinatorin Dr. Maria Forlenza. DNA-Impfstoffe schützen Fische nachweislich sehr gut vor verschiedenen Viruskrankheiten. „Wir haben das Bakterium Lactococcus lactis, das häufig bei der Herstellung von Buttermilch und Käse zum Einsatz kommt, so verändert, dass es einen prototypischen Impfstoff auf DNA-Basis gegen den Virus der Frühlingsvirämie der Karpfen (SVCV) überträgt“, erklärt Dr. Forlenza. Die Entscheidung für diesen Virus und dieses Antigen basiert auf Arbeiten, die gezeigt haben, dass Spritzimpfungen mit DNA-Plasmiden, die das G-Protein von SVCV kodieren, hervorragend wirken. Plasmide sind kleine, ringförmige, doppelsträngige DNA-Moleküle, die sich von der chromosomalen DNA einer Zelle unterscheiden. Doch diese Methode eignet sich weniger gut für Massenimpfungen. Dr. Forlenza meint: „Der Einsatz von Milchsäurebakterien in Lebensmittelqualität als Impfträgerstoff ist als Strategie attraktiv, wenn man Impfstoffe auf die Oberfläche von Schleimhäuten übertragen will, was bei Fischen bisher noch nie untersucht wurde.“ DNA sicher übertragen LABVaccFish hat gezeigt, dass Milchsäurebakterien DNA-Plasmide in Fischzellen übertragen können. „Der Durchbruch steckt in der Art wie Bakterien modifiziert werden, sodass sie in Fischzellen eindringen und einen DNA-Plasmid in die Zelle selbst übertragen können, und zwar nicht nur in einer Petrischale, sondern auch bei lebenden Zebrafischlarven, was zur Expression des Impfantigens führt“, hebt Dr. Forlena hervor. Von dem Projekt werden die Impfstoffhersteller und die Futterindustrie profitieren, sobald erforscht wurde, ob solche Bakterien DNA-Impfstoffe in die Zellen einer Reihe der kommerziell wichtigsten Fischarten übertragen können. Die Wissenschaftler werden auch die optimale Dosis bestimmen, die zu verabreichen ist, sowie die Wirksamkeit des Impfstoffs, wenn er oral verabreicht wird. „Im nächsten Schritt wird ein solches System bei einer in einer Aquakultur lebenden Art validiert, indem wir dem Futter Milchsäurebakterien beimengen“, so Dr. Forlenza abschließend.
Schlüsselbegriffe
LABVaccFish, Impfstoff, DNA, Milchsäurebakterien, Aquakultur, Frühlingsvirämie der Karpfen (SVCV)
