[English-Español] UTILIZAN NANOBIOTECNOLOGÍA PARA EL DESARROLLO DE VACUNAS

Nanobiotechnology used for vaccine development Nanobiotechnology used for vaccine development A team of researchers from the INTA and CONICET moves forward with the development of a Nanogel to prevent swine infections and more frequent equinas circulating in the country. This product seeks to improve animal welfare and reduce the use of antibiotics in livestock production. Wednesday June 17, 2020 In the past 30 years, agricultural intensification in Argentina-product of increased demand for food- was significant. This dynamic resulted in a higher prevalence of diseases difficult to control. For this, a team of researchers -made by specialists from the INTA Marcos Juárez, Córdoba, the Institute of Biotechnology of the INTA, Buenos Aires, National Río Cuarto University, Córdoba and the National University of Rosario, Santa Fe working on development of a technology platform for new generation vaccines based on the use of nanogels. "Our work is focused on the development of vaccines, based on Nanogels, containing antigens of microorganisms that cause swine pneumonia and endometritis in mares, declared infections most prevalent," said Fabrisio Alustiza, specialist group Animal health of the INTA Marcos Juárez -Córdoba-. "First we focus on pig pneumonia caused by the bacterium Actinobacillus pleuropneumoniae, as a respiratory model of a disease with high prevalence in farms of our country," Alustiza said, adding: "In the case of horses, are still in the early stages and work on endometritis in mares, a disease that causes reproductive failure in Haras. " Alustiza and equipment advances researchers development nanogels which serve as vehicles -part antigens of a virus, which triggers a inmunitaria- response and may be administered via mucosal (respiratory, digestive, reproductive). "We focus on the development of Nanogels because, in this case, it is highly biocompatible and has the ability to respond to external stimuli, such as the temperature," Alustiza said and explained: "When the temperature is below 32 ° C nanogel contains the molecules of interest therein, while when the external temperature increases due to the physiological temperature of the animals, the nanogels release their contents ". While they are still in the research stage, regarding the nanogels intended pig pneumonia, they are more advanced and able to perform the first test in pigs, experimental scale, to assess the functionality and effectiveness of the vaccine. In the case of the proposal to equines, development is in the initial phase synthesis and characterization. "We have to vehiculizar molecules, but there are still some tests before starting work at the level of the uterus of mares," said Alustiza. In the area of ​​nanobiotechnology there are several developments that are health-oriented animal, from new disease diagnostic kits and anti-tumor therapies, to food additives. "Our focus is on continuing the development of Nanogels" said Alustiza who said that also are working on implementing Nanogels for the preservation of semen (bovine and porcine initially) and soon will start a research line vaccines for fish. Also Alustiza acknowledged that such investigations are not made in isolation, but are the result of interdisciplinary and inter-institutional work. "Both lines of research are being developed in the framework of two doctoral theses of researchers from the INTA Marcos Juárez in collaboration with the National University of Río Cuarto, CONICET, the Institute of Biotechnology of the INTA and the Faculty of Veterinary Medicine of the National University Rosario ", he said. a health In intensive production systems, at some point in the cycle, there is a high probability that a peak of respiratory, reproductive or enteric, so the usual drug handling occurs. In this sense, the implementation of good health management practices is essential to prevent the indiscriminate use of antibiotics and minimize the effects of the emergence and spread of resistant bacteria. "Our proposal aims to improve animal welfare and reduce the use of antibiotic drugs as preventive strategies or as food additives," said Alustiza who said: "This is in line with the proposal" One Health "(One Health, English ) where reducing antibiotic use is proposed, making them available only to treat some infections. " Since 2000, the World Health Organization, the World Organization for Animal Health (OIE, for its acronym in English) and the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) promote the "One Health" concept ( One Health). This is an initiative in which both human health and the animal health are interdependent and linked to the ecosystems in which they coexist. Since the concept of 'One Health' it is essential to review the animal intensive production methods to understand and identify the processes that favor the emergence of resistant pathogens are. "The increase of multiresistant bacteria to various antibiotics brings it entail risks, such as reducing the spectrum of drugs used against outbreaks or mass infections in an establishment and the emergence of bacteria that can cause zoonotic diseases and affect humans," he said Alustiza who noted: "the antibiotics used in animals are the same as those, so the increase in resistance generates health risks in general are used in humans." nanogels Nanogels can be synthesized from synthetic or biopolymers different monomers. In this case, they are composed of poly N-isopropyl amine or PNIPAM, which is a synthetic, highly biocompatible polymer and has the ability to respond to external stimuli, such as temperature. These are molecules of nanometric sizes, which means one billionth of a meter. The changes caused by heat (such as swelling and collapse) are not visible on a conventional optical microscope. However, the changes can be perceived by the cells responding to the presence of molecules of interest and trigger an immune response to them. "This principle is sought to prevent infections directly to the mucosal level, which are the gateway of pathogenic microorganisms, thereby preventing microbial colonization and concomitant disease development" he Alustiza.

Utilizan nanobiotecnología para el desarrollo de vacunas Utilizan nanobiotecnología para el desarrollo de vacunas Un equipo de investigadores del INTA y del Conicet avanza con el desarrollo de un nanogel para prevenir las infecciones porcinas y equinas más frecuentes que circulan en el país. Este producto busca mejorar el bienestar animal y reducir el uso de antibióticos en las producciones pecuarias. miércoles 17 de junio de 2020 En los últimos 30 años, la intensificación agropecuaria en la Argentina –producto de una mayor demanda de alimentos– fue significativa. Esta dinámica trajo como consecuencia una mayor prevalencia de enfermedades de difícil control. Por esto, un equipo de investigadores –integrado por especialistas del INTA Marcos Juárez, Córdoba, el Instituto de Biotecnología del INTA, Buenos Aires, de la Universidad Nacional Río Cuarto, Córdoba y de la Universidad Nacional de Rosario, Santa Fe– trabaja en el desarrollo de una plataforma tecnológica de vacunas de nueva generación, basadas en el uso de nanogeles. "Nuestro trabajo está enfocado en la obtención de vacunas, a base de nanogeles, que contengan antígenos de los microorganismos que causan la neumonía porcina y la endometritis en yeguas, declaradas como las infecciones de mayor prevalencia", indicó Fabrisio Alustiza, especialista del grupo de Sanidad Animal del INTA Marcos Juárez –Córdoba–. "Primero nos enfocamos en las neumonías porcinas, causadas por la bacteria Actinobacillus pleuropneumoniae, como modelo respiratorio de una patología con alta prevalencia en granjas de nuestro país", señaló Alustiza y agregó: "En el caso de equinos, aún estamos en las fases iniciales y trabajaremos en endometritis en yeguas, enfermedad que causa fallas reproductivas en los haras". Alustiza y el equipo de investigadores avanza con el desarrollo de los nanogeles que servirán como vehículos de los antígenos –parte de un virus, que desencadena una respuesta inmunitaria– y se podrán administrar mediante las mucosas (respiratoria, digestiva, reproductiva). "Nos enfocamos en el desarrollo de nanogeles porque, en este caso, es altamente biocompatible y cuenta con la posibilidad de responder a estímulos externos, como lo es la temperatura", señaló Alustiza y explicó: "Cuando la temperatura es menor a 32 °C el nanogel contiene las moléculas de interés en su interior, mientras que, cuando la temperatura externa aumenta debido a la temperatura fisiológica de los animales, los nanogeles liberan su contenido". Si bien aún están en la etapa de investigación, en cuanto a los nanogeles destinados a las neumonías porcinas, se encuentran más avanzados y en condiciones de realizar el primer ensayo en cerdos, a escala experimental, para evaluar la funcionalidad y la eficacia de vacuna. En el caso de la propuesta destinada a equinos, el desarrollo está en la fase inicial de síntesis y caracterización. "Ya tenemos las moléculas para vehiculizar, pero aún faltan algunos ensayos antes de comenzar a trabajar a escala del útero de las yeguas", expresó Alustiza. En el ámbito de la nanobiotecnología existen diversos desarrollos que están orientados a la salud animal, desde nuevos kits de diagnóstico de enfermedades y terapias antitumorales, hasta aditivos alimentarios. "Nuestro interés está puesto en continuar con el desarrollo de nanogeles", aseguró Alustiza quien adelantó que, además, se encuentran trabajando en la aplicación de nanogeles para la preservación de semen (bovino y porcino inicialmente) y, próximamente iniciarán una línea de investigación de vacunas destinadas a peces. Asimismo, Alustiza reconoció que este tipo de investigaciones no se realizan de manera aislada, sino que son fruto del trabajo interdisciplinario e interinstitucional. "Ambas líneas de investigación se están desarrollando en el marco de dos tesis doctorales de investigadores del INTA Marcos Juárez en colaboración con la Universidad Nacional de Río Cuarto, el Conicet, el Instituto de Biotecnología del INTA y la Facultad de Veterinaria de la Universidad Nacional de Rosario", detalló. Una salud En los sistemas de producción intensivos, en determinado momento del ciclo, existe una alta probabilidad que se produzca un pico de infecciones respiratorias, reproductivas o entéricas, por lo que la manipulación de medicamentos es habitual. En este sentido, la implementación de buenas prácticas de manejo sanitarias es fundamental para evitar el uso indiscriminado de antibióticos y minimizar los efectos de la aparición y propagación de bacterias resistentes. "Nuestra propuesta apunta a mejorar el bienestar animal y también a reducir el empleo de drogas antibióticas como estrategias preventivas o como aditivos alimentarios", destacó Alustiza quien aclaró: "Esto está en línea con la propuesta "Una Salud" (One health, en inglés) en la que se propone la reducción del uso de antibióticos, dejándolos disponibles sólo para el tratamiento de algunas infecciones". Desde el 2000, la Organización Mundial de la Salud, la Organización Mundial de Sanidad Animal (OIE, por sus siglas en inglés) y la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) promueven el concepto "Una Salud" (One Health). Se trata de una iniciativa en la que tanto la salud humana como la sanidad animal son interdependientes y están vinculadas a los ecosistemas en los cuales coexisten. Desde el concepto de 'Una Salud' es fundamental revisar los métodos de producción animal intensivos para entender e identificar cuáles son los procesos que propician la aparición de patógenos resistentes. "El aumento de bacterias multirresistentes a los distintos antibióticos trae aparejado riesgos, como la reducción del espectro de drogas a emplear frente a brotes o infecciones masivas en un establecimiento y la aparición de bacterias que pueden causar enfermedades zoonóticas y afectar a seres humanos", señaló Alustiza quien puntualizó: "Los antibióticos que se utilizan en animales son los mismos que los que se emplean en humanos, por lo que el aumento de las resistencias genera riesgos para la salud en general". Nanogeles Los nanogeles pueden sintetizarse a partir de diferentes monómeros sintéticos o biopolímeros. En este caso, están compuestos de poli N-isopropil amina ó PNIPAM, que es un polímero sintético, altamente biocompatible y que cuenta con la posibilidad de responder a estímulos externos, como la temperatura. Se trata de moléculas de tamaños nanométricos, lo que significa la mil millonésima parte de un metro. Los cambios provocados por las temperaturas (como el hinchamiento y colapso) no resultan visibles en un microscopio óptico convencional. Sin embargo, los cambios sí pueden ser percibidos por las células que responden a la presencia de las moléculas de interés y desencadenan una respuesta inmune a ellas. "Este principio es el buscado para prevenir las infecciones directamente a nivel de las mucosas, que son la puerta de entrada de los microorganismos patógenos, evitando así la colonización microbiana y el concomitante desarrollo de la enfermedad", puntualizó Alustiza.