Вирус нервного некроза (Nervous Necrosis Virus, NNV) поражает более 120 видов морских и пресноводных рыб по всему миру (особенно страдают азиатский морской окунь, групер, европейский дикий окунь). У мальков и молодой рыбы смертность достигает почти 100%, полностью уничтожая поголовье в инкубаторах за считанные дни.
Вирус поражает центральную нервную систему (головной, спинной мозг) и сетчатку глаз. Больная рыба теряет координацию, начинает хаотично плавать по кругу («штопором» или «вертячкой»), темнеет и быстро гибнет. Эффективных лекарств против NNV не существует, а традиционные вакцины требуют индивидуального шприцевого укола каждой рыбе, что технически невыполнимо для крошечных мальков и вызывает у них смертельный стресс.
Ученые из Национального университета Сингапура (NUS) совместно с исследователями из лаборатории биологических наук Temasek разработали новую пероральную вакцину для рыб, которая может защитить их от вируса NNV и может быть эффективно, действенно и практично применена для иммунизации большого количества рыб. Руководителем группы был профессор Ян Дайвэнь с кафедры биологических наук факультета естественных наук NUS, а результаты исследования опубликованы в журнале Fish & Shellfish Immunology.
«Рыбы особенно уязвимы на личиночной и ювенильной стадиях, при этом смертность от этого заболевания на личиночной стадии достигает почти 100 процентов. Более того, рост замедляется, даже если некоторые рыбы выживают. В настоящее время не существует простых и эффективных методов лечения инфекции NNV, поэтому профилактика с помощью вакцинации является наиболее перспективной стратегией. Наше новое открытие жизнеспособной и эффективной системы доставки вирусоподобных частиц, позволяющей рыбам противостоять воздействию NNV, решает эту актуальную проблему», — сказал профессор Ян.
Новая вакцина разработана с использованием двух основных биологических компонентов: один предназначен для тренировки иммунной системы рыбы, а другой — для безопасной доставки тренировочного модуля.
Для обучения системы «вирусу-имитатору» исследователи использовали внешнюю оболочку вируса NNV, известную как капсидный белок, для создания вирусоподобных частиц (Virus-Like Particles, VLPs). VLPs представляют собой полые, неинфекционные копии вируса. Поскольку вирусоподобные частицы внешне идентичны NNV, они вызывают иммунный ответ у рыб. Однако они не содержат генетического материала и, следовательно, не способны вызывать заболевание.
Затем исследователям понадобился носитель для доставки VLPs в нужное место в организме рыбы, и они выбрали Lactococcus lactis — безопасную и хорошо изученную бактерию. VLPs были инкапсулированы внутри бактериальных клеток, которые действуют как защитные капсулы. Капсула защищает VLPs во время их перемещения по пищеварительной системе рыбы, обеспечивая их попадание в кишечник, где может быть запущен иммунный ответ.
Одной из сложных задач для ученых было найти правильную формулу для успешной доставки и высвобождения заключенных в бактерии вирусных частиц в кишечник. После испытаний с живыми и термически обработанными бактериями Lactococcus lactis исследователи обнаружили, что инактивация бактерий гипохлоритом натрия защищает структуру и растворимость VLPs внутри бактерий, обеспечивая их эффективную доставку в иммунную систему.
Новая пероральная вакцина показала выдающиеся результаты в качестве метода защиты рыб от вируса NNV. Она индуцировала вдвое больший уровень антител и нейтрализующих антител — антител, которые связываются с патогенами и предотвращают их проникновение в клетки хозяина, — по сравнению с прямым кормлением рыб очищенными вирусными частицами, что также является гораздо более дорогостоящим методом.
Также было показано, что вакцина снижает вирусную нагрузку в головном мозге примерно в 300 раз после семидневного воздействия вируса NNV на рыб. Это означает, что вакцина значительно снижает количество вируса, размножающегося в организме рыб, эффективно защищая их от смертельного воздействия заболевания.
Пероральная вакцина может применяться для экономически важных видов рыб, таких как групер, европейский и азиатский морской окунь. Исследовательская группа подала три патентные заявки на эту новую вакцину и планирует сотрудничать с промышленными партнерами для проведения полевых испытаний на групере и других видах рыб.
Источник: National University of Singapore.
На фото: профессор Ян Дайвэнь (слева) и Хонг Хуэй Йи (справа) с кафедры биологических наук Национального университета Сингапура и их исследовательская группа разработали пероральную вакцину для защиты разводимых в неволе рыб от смертельного вируса нервного некроза. Фото: Национальный университет Сингапура.
