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Vaccini in zootecnia
I vaccini sono utilizzati per prevenire la diffusione di malattie causate da microrganismi. Vaccini efficaci prevengono le malattie negli individui e prevengono anche la trasmissione di batteri e virus all'interno della popolazione. Se la trasmissione dei batteri è ridotta a causa della ridotta escrezione, vi è meno necessità di uso di antibiotici e minori possibilità che i batteri diventino resistenti agli antibiotici. I vaccini sono un'importante alternativa agli antibiotici e sono essenziali per mantenere i suini sani e l'allevamento redditizio.
Vie di immunizzazione
I vaccini vengono generalmente iniettati nei muscoli, ma quando si tratta di animali zootecnici, la somministrazione intramuscolare è laboriosa per il personale, stressante per gli animali e rappresenta un rischio per la sicurezza a causa di aghi rotti e iniezioni accidentali. Sono necessarie strategie di vaccinazione alternative che possano essere adattate ai programmi di vaccinazione di massa, come i vaccini orali in acqua o mangime. Tuttavia, è difficile tenere traccia della quantità di vaccino ricevuta da ciascun animale in un box o recinto quando viene somministrato nel mangime o nell'acqua.
Strategia di vaccinazione alternativa (vaccino intrauterino)
Per un'efficace strategia di vaccinazione da utilizzare nei suini, i vaccini devono proteggere dalle malattie, ma devono anche essere facili da somministrare ed essere incorporati nelle attuali pratiche di gestione. Il nostro team, guidato dalla dott.ssa Heather Wilson, sta attualmente cercando modi per incorporare i vaccini nella gestione riproduttiva di scrofe e scrofette. L'inseminazione artificiale (AI) è una pratica standard in oltre il 90% degli allevamenti, rendendo l'utero facilmente accessibile per la vaccinazione. Quando le scrofe entrano in calore, mostrano una risposta di lordosi (riflesso di immobilità), il che significa che rimangono rigide per un breve periodo di tempo, rendendo sicura la somministrazione dei vaccini. Stiamo testando se i vaccini somministrati direttamente nella sacca del seme possono suscitare una risposta immunitaria efficace senza influire sulla funzione del seme o sulla fertilità.
Sviluppo del vaccino intrauterino
Il nostro team ha condotto diversi esperimenti con i riproduttori. In uno degli esperimenti iniziali, vennero prese scrofe che avevano già ricevuto un vaccino intramuscolare commerciale contro il parvovirus suino (PVP-porcine parvovirus) nella gestazione precedente. Successivamente, un vaccino PVP è stato somministrato nella dose di seme immediatamente prima di eseguire la consueta inseminazione. Le scrofe che hanno ricevuto il vaccino intrauterino hanno mostrato un aumento degli anticorpi nel sangue, indicando che l'utero potrebbe essere una potenziale via di vaccinazione (Hamonic et al. 2020).
In esperimenti successivi, le scrofette hanno ricevuto un vaccino contro il virus della diarrea epidemica suina (vDEP-porcine epidemic diarrhea virus) nel seme come vaccinazione primaria (non erano mai state vaccinate o esposte al vDEP). La vaccinazione intrauterina è stata effettuata in 3 diversi cicli di calore ((al 2° e 3° calore, le scrofette hanno ricevuto una dose di seme termo-ucciso + vaccino. Al 4° calore hanno ricevuto una dose di seme normale + vaccino; il vaccino è stato aggiunto solo nella prima dose di seme di ogni ciclo.) Le scrofette da rimonta, vaccinate via intrauterine, avevano anticorpi anti vDEP significativamente elevati nel siero, nel tessuto uterino e nel colostro. Inoltre, il numero di suinetti nati, il loro peso alla nascita e il loro modello di crescita per diverse settimane erano paragonabili a quelli dei suinetti nati dalle scrofe controllo. Questi primi risultati suggeriscono che l'immunizzazione intrauterina potrebbe non influenzare la fertilità, la salute dei suinetti o il tasso di crescita, tutti fattori critici per lo sviluppo di questa nuova via di immunizzazione. Quando furono sperimentalmente infettate con il vDEP, abbiamo osservato che i suinetti nati da scrofe vaccinate con vaccino intrauterino, mostravano una protezione passiva contro l'infezione da vDEP da parte delle loro madri, ma che i titoli di anticorpi neutralizzanti nel colostro non erano abbastanza alti da proteggerli completamente dalla malattia. Abbiamo anche studiato la somministrazione del vaccino senza seme alle scrofe al loro 1° calore. Sebbene questo approccio abbia dimostrato che il percorso era ancora efficace, non crediamo che sarà facilmente applicato in quanto richiede più lavoro (Choudhary et al 2021). La somministrazione del vaccino con il seme sarà un'opzione molto più allettante per gli allevatori.
Per migliorare ulteriormente l'efficacia del vaccino e massimizzare la protezione passiva, stiamo migliorando la formulazione del vaccino utilizzando nanoparticelle che incapsulano insieme l'antigene e gli adiuvanti. Questo approccio ci permette di mettere adiuvanti più forti sulla nanoparticella con l'antigene per migliorare la risposta immunitaria senza avere alcun impatto negativo sul seme. Utilizziamo nanoparticelle PLGA (acido polialattico-co-glicolico) perché sono una delle nanoparticelle biodegradabili più efficaci e sono approvate dalla FDA statunitense nei sistemi di somministrazione di farmaci.
Meccanismo proposto di riconoscimento del vaccino in utero
Non è chiaro come l'utero agisca come sito di induzione immunitaria perché non ci sono organi immunitari specializzati visibili, come le Placche di Peyer che sono presenti nell'intestino. Tuttavia, c'è un aumento naturale delle cellule immunitarie dal sangue alla mucosa uterina al momento del calore e dopo l'IA con il seme. Queste cellule immunitarie sono responsabili dell'eliminazione dei detriti e/o degli spermatozoi morti. La vaccinazione intrauterina può sfruttare questa risposta immunitaria naturale contro il seme. Stiamo studiando se le cellule immunitarie rimangono nell'utero per generare una risposta immunitaria o se queste cellule immunitarie o il vaccino migrano verso i linfonodi che drenano quella zona.
Determinare come l'utero agisce come sito di vaccinazione può permetterci di migliorare i nostri vaccini.
Il nostro team dimostra che la vaccinazione intrauterina è innovativa, sembra essere sicura e rispettosa degli animali e può essere facilmente incorporata nelle attuali pratiche zootecniche. I nostri esperimenti futuri mirano a determinare se l'immunizzazione intrauterina può proteggere da malattie riproduttive critiche come il virus della PRRS in scrofe e scrofette e anche proteggere i suinetti da importanti malattie neonatali dovute al rotavirus., Escherichia coli, Streptococcus suis, etc., attraverso l'immunità passiva per mezzo del colostro.
