Tehnologia ar putea reduce stresul asupra animalelor, riscurile pentru lucrători și costurile asociate vaccinării în fermele piscicole. Noul sistem utilizează ace de dimensiuni foarte mici, rezistente la apă, care pot pătrunde ușor în pielea peștilor și pot rămâne atașate în timp ce aceștia înoată. Ulterior, acele se descompun, eliberând vaccinul în organism.
Cercetătorii au prezentat tehnologia într-un studiu publicat luni în revista științifică ACS Nano, în care au demonstrat că sistemul poate transporta mai multe tipuri de substanțe, inclusiv vaccinuri bacteriene și vaccinuri pe bază de ADN.
Vaccinarea tradițională este costisitoare și dificilă
Creșterea peștilor în ferme piscicole reprezintă o sursă tot mai importantă de hrană la nivel mondial. Îmbolnăvirile pot provoca însă pierderi economice importante, iar prevenirea epidemiilor este una dintre principalele provocări ale sectorului.
În prezent, cea mai eficientă metodă de vaccinare presupune utilizarea acelor metalice. Procesul necesită sedarea peștilor, scoaterea lor din apă și plasarea pe o bandă transportoare, unde angajații administrează vaccinul individual. Ulterior, animalele sunt readuse în apă.
Metoda este costisitoare, necesită multă forță de muncă și poate provoca stres peștilor. În plus, există riscul contaminării încrucișate prin sânge și al accidentării angajaților care manipulează acele.
Alternativele, precum administrarea vaccinurilor prin hrană sau introducerea lor direct în apă, au și ele limitări, deoarece nu garantează că fiecare exemplar primește cantitatea necesară de substanță.
Acele din mătase rezistă în apă și eliberează vaccinul controlat
Noua tehnologie pornește de la utilizarea fibroinei din mătase, un material considerat sigur pentru consumul uman și capabil să se degradeze în organism sau în mediul înconjurător.
Una dintre principalele dificultăți întâmpinate de cercetători a fost faptul că mătasea se înmoaie și se dizolvă rapid în apă, ceea ce împiedica acele să pătrundă în pielea peștilor.
Pentru a rezolva problema, echipa a aplicat un strat subțire de șelac, o rășină naturală secretată de insecte și utilizată inclusiv în industria alimentară și farmaceutică. Acesta funcționează ca o barieră împotriva umezelii, menținând integritatea acelor microscopice înainte de administrare.
Cercetătorii au demonstrat că acele pot fi adaptate pentru eliberarea vaccinului în intervale diferite. În unele situații, substanța poate fi eliberată în aproximativ 15 minute, în timp ce alte versiuni permit o eliberare prelungită, de 10 sau chiar 24 de ore.
De asemenea, în condiții de depozitare uscată, acele au reușit să păstreze aproximativ jumătate din structura plasmidelor ADN timp de patru săptămâni. Această stabilitate ar putea fi importantă pentru utilizarea tehnologiei în ferme piscicole izolate, unde accesul la infrastructura necesară menținerii lanțului frigorific este limitat.
Vaccinarea peștilor foarte mici, una dintre principalele noutăți
Cercetătorii au testat tehnologia pe păstrăv-curcubeu și au demonstrat că acele microscopice pot administra vaccinuri inclusiv exemplarelor care cântăresc doar unul sau două grame.
Această capacitate este importantă deoarece vaccinarea tradițională prin injectare nu funcționează eficient la peștii foarte mici, fiind utilizată, de regulă, abia după ce aceștia ajung la aproximativ 30 de grame.
Astfel, exemplarele tinere rămân neprotejate într-o perioadă importantă a dezvoltării lor.
Tehnologia trebuie încă adaptată pentru utilizarea pe scară largă
Cercetătorii consideră că sistemul ar putea contribui la îmbunătățirea condițiilor din fermele piscicole, la reducerea riscurilor profesionale și la creșterea accesului la vaccinare, însă tehnologia mai necesită dezvoltări înainte de a putea fi utilizată pe scară largă.
„Trebuie să sprijinim fermierii pentru a putea lucra în siguranță, pentru a îmbunătăți condiÈ›iile de muncă, pentru a-È™i proteja afacerile È™i pentru a face vaccinarea mai accesibilă. ÃŽn acelaÈ™i timp, trebuie să îmbunătățim condiÈ›iile de viață ale peÈ™tilor de crescătorie È™i, în cele din urmă, calitatea alimentelor pe care le consumămâ€, a declarat Benedetto Marelli, profesor la MIT È™i coordonator al cercetării.