Kdy jsou prasata očkována?

Co kdyby bylo možné tuto novou metodu očkování snadno začlenit do stávajících postupů chovu hospodářských zvířat a chránit zvířata před nemocemi?

Vakcíny pro hospodářská zvířata

Vakcíny se používají k prevenci šíření chorob způsobených mikroorganismy. Úspěšné vakcíny zabraňují onemocněním u jednotlivých zvířat a také zabraňují přenosu bakterií a virů do stáda. Vzhledem k tomu, že se snižuje přenos bakterií prostřednictvím sníženého vylučování, snižuje se potřeba antibiotik a snižuje se pravděpodobnost bakteriální rezistence na antibiotika. Vakcíny jsou důležitou alternativou antibiotik a jsou nezbytné pro udržení zdraví prasat a ziskovosti stáda.

Tradičně se vakcíny podávají intramuskulárně, ale při práci s hospodářskými zvířaty může být intramuskulární přístup náročný na práci pro pracovníky a stresující pro zvířata a může také představovat bezpečnostní rizika v důsledku zlomených jehel a náhodných tyčinek. Jsou zapotřebí alternativní vakcinační strategie, které lze snadno přizpůsobit programům hromadného očkování, jako jsou orální vakcíny ve vodě nebo krmivu. Je však obtížné sledovat, kolik vakcíny každé zvíře dostane v potravě nebo vodě.

Alternativní strategie očkování (in utero)

Pro účinnou vakcinační strategii používanou v produkci prasat musí vakcíny chránit před nemocemi, ale musí být také snadno aplikovatelné a v souladu s moderními postupy chovu zvířat. Náš tým, vedený Dr. Heather Wilson, v současné době hledá způsoby, jak začlenit vakcíny do programu šlechtění prasnic a prasniček. Umělá inseminace (AI) je rutinní součástí prasat ve více než 90 % průmyslu, což znamená, že intrauterinní očkování je dostupným nástrojem. Když se prasničky/prasnice dostanou do říje, vyvine se u nich lordóza (reflex stání), což znamená, že na krátkou dobu stojí v klidu, čímž je proces aplikace vakcíny bezpečný. Testujeme, zda vakcíny podané přímo do vaku se spermatem v době inseminace mohou vést k účinné imunitní odpovědi bez ovlivnění funkce spermií nebo plodnosti.

Vývoj nitroděložního očkování

Náš tým provedl několik experimentů s chovnými prasnicemi. V jednom z prvních experimentů jsme vzali prasnice, které již dostaly intramuskulární komerční vakcínu proti parvoviróza prasat v předchozím chovném cyklu. Poté jsme vstříkli parvovirovou vakcínu do vaku se spermatem bezprostředně před standardní AI. Prasnice, které dostávaly intrauterinní vakcínu, měly zvýšené hladiny protilátek v krvi, což naznačuje, že děloha může být potenciálním místem vakcinace (Hamonic et. al. 2020).

V následujících experimentech prasata dostala vakcínu proti virus prasečího epidemického průjmu (PED) ve spermatu jako dávku primární vakcíny (nikdy nebyli očkováni ani vystaveni viru PED). Intrauterinní vakcinaci jsme aplikovali ve 3 různých říjových cyklech (při 2. a 3. říji dostávaly prasničky dávky semene usmrceného teplem + vakcína. Ve 4. říji dostávaly obvyklou dávku semene + vakcína, vakcína byla přidána pouze do 2021. dávka spermatu v každém cyklu). Prenatálně očkované prasničky vykazovaly významně zvýšené protilátky proti PED viru v séru, děložní tkáni a kolostru. Kromě toho počet narozených selat, jejich porodní hmotnost a kinetika růstu během několika týdnů byly srovnatelné s počtem selat narozených kontrolním prasničkám. Tyto počáteční výsledky naznačují, že imunizace in utero nemusí ovlivnit plodnost selat, zdraví nebo kinetiku růstu, což jsou všechny důležité milníky pro vývoj této nové imunizační modality. Při expozici viru PED jsme pozorovali, že selata narozená prenatálně očkovaným prasničkám vykazovala určitou pasivní ochranu proti infekci PED od svých matek, ale titry neutralizačních protilátek v mlezivu nebyly dostatečně vysoké, aby je zcela ochránily před onemocněním. Zkoumali jsme také aplikaci bezsemenné vakcíny prasničkám během jejich první říje se stojným reflexem. Ačkoli tento přístup ukázal, že cesta je stále účinná, nemyslíme si, že bude snadno přijatelná, protože bude vyžadovat více práce s populací (Chaudhary et al. XNUMX). Zavedení vakcíny se spermatem v době inseminace bude pro výrobce mnohem atraktivnější.

Abychom dále zvýšili účinnost vakcíny a poskytli maximální pasivní ochranu, vylepšujeme složení vakcíny pomocí nanočástic, které společně zapouzdřují antigen vakcíny a adjuvans. Tento přístup nám umožňuje přidat k nanočásticím silnější adjuvans pro posílení imunitní reakce bez jakéhokoli negativního dopadu na semeno. Používáme nanočástice PLGA (polylactic-co-glycolic acid), protože jsou jedny z nejúčinnějších biologicky odbouratelných nanočástic a byly schváleny americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv pro použití v systémech podávání léků.

Navrhovaný mechanismus příjmu vakcíny dělohou

Není jasné, jak děloha funguje jako místo indukce imunity, protože neexistují žádné zjevné specializované imunitní orgány (jako jsou Peyerovy skvrny, které jsou přítomny ve střevě). Dochází však k přirozenému nárůstu imunitních buněk z krve do dělohy během říje a po umělém oplodnění semenem. Tyto imunitní buňky se zbaví všech úlomků a mrtvých spermií. In utero očkování může využít této přirozené imunitní reakce. Studujeme, zda imunitní buňky zůstávají v děloze, aby vyvolaly imunitní reakci, nebo zda tyto imunitní buňky nebo vakcína migrují do odtokových lymfatických uzlin.

Určení toho, jak děloha funguje jako místo očkování, nám může umožnit zlepšit naše vakcíny.

Náš tým ukazuje, že nitroděložní očkování je nové, bezpečné a šetrné ke zvířatům a lze jej snadno začlenit do moderních postupů chovu zvířat. Naše budoucí experimenty zahrnují stanovení, zda prenatální imunizace může chránit před kritickými reprodukčními chorobami, jako je virus PRRS u dospělých prasnic a prasniček, a také chránit sající selata před závažnými neonatálními onemocněními způsobenými rotaviry, E. coli, streptokokem atd. atd. pasivní imunita prostřednictvím kolostra.