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Convocatoria de ayudas de Proyectos de Investigación Fundamental no orientada
TECHNICAL ANNEX FOR TYPE A or B PROJECTS
1. SUMMARY OF THE PROPOSAL (the summary must be also filled in Spanish)
PROJECT TITLE: IMPROVEMENT OF TROUT/VHSV DNA VACCINES AND TRANSFERENCE THE
KNOWLEDGE TO OTHER FISH SPECIES AND VIRUSES (IMTRA-VAC)
COORDINATOR: Mª Amparo Estepa Pérez
SUMMARY (brief and precise, outlining only the most relevant topics and the proposed objectives):
Among the different infectious agents, viruses are the major concern for the aquaculture industry since
there are no effective treatments available such as antibiotics for bacterial infections. Therefore, vaccination is the
only method to control viral diseases in aquaculture fish. Among the viral vaccines, those DNA vaccines based on
the glycoprotein G (gpG) gene of VHS and IHN rhabdoviruses are the most efficient fish viral vaccines developed
so far. In fact, a DNA vaccine against IHNV, licensed in Canada in 2007, is being routinely used in Canadian
salmon farms. Trials are also going on in Europe with VHSV. However, it is also true that several issues related to
these DNA vaccines are still unsolved and even, the molecular bases of the protection conferred are not
completely known, thus delaying their application to other important fish viral diseases in Spain such as those
produced by nodaviruses.
Despite the above mentioned drawbacks, it is time to begin transferring the accumulated knowledge from
salmonid rhabdoviral DNA vaccines to other fish species either susceptible to VHSV/IHNV or to other viruses also
of importance in commercial fish in Spain for which DNA vaccines haven been not developed yet or are not
effective and/or reproducible. In order to do that, in the present project, of remarkable practical application, we
have designed a multidiscipline strategy from the fields of virology, immunology, genomics and proteomics by
coordinating 3 groups of research (UMH, INIA and IIM-CSIC) with a large experience of cooperation in the
proposed subject in previous projects. The objetives of this project are:
1To address pending issues related to the improvement of fish DNA vaccines such as to determine
the role of the mucosal immunity in the uptake and protection conferred by the vaccine, the development of new
reagents to improve their efficacy and the preliminar study of the maternal immunity. To investigate this we will be
using the VHSV/trout/zebrafish models. Trout, because it is one of the more susceptible fish species to this virus
and most of previous studies have been carried out in this specie, and zebrafish because their genome is nearly
fully sequenced, it is the easiest fish to handle (allowing for an easy screening and selection of many potential
vaccine formulations) and many molecular tools of last generation are available for this model specie.
2To develop a DNA vaccine against VHSV for turbot since i) there is not any vaccine to VHSV for
turbot and ii) turbot is one of most important specie for Spanish marine aquaculture.
3To develop an optimised DNA vaccine against SVCV, an emerging fish rhabdovirus previously
diagnosed in Spain, for which, intriguingly, a conventional DNA vaccine based on its gpG gene does not work as
efficaciously as the one for VHSV, despite the relatedness between both viruses. The SVCV DNA vaccine has
been chosen as model because i) both SVCV and VHSV infect zebrafish and therefore, many tools to compare
the immunogenecity of both DNA vaccines are available to extract valuable conclusions, ii) SVCV may be a
potentially serious pathogen in Spain since it is endemic of other EU countries with which Spain maintains a
regular commercial exchange of fish and it can also infect trout, and iii) finally and most importantly, SVCV is a
good model for other viral diseases of importance to Spain (ie: nodaviruses) to investigate why DNA vaccines
might not work in other fish species (sea bass or sea bream).
4.- Optimisation of immersion/oral mass vaccination methods using the viral DNA vaccine prototypes
generated in objetives 1-3 and nanospheres of different nature with affinity to fish mucosal surfaces
(nanoparticle-mediated DNA vaccines). The generation of these particle-mediated DNA vaccines should be of
definitive interest for vaccination in fish farms, especially for small fish and thus avoiding other more invasive/toxic
and time-consuming methods (fish-to-fish methods).
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TITULO DEL PROYECTO: “MEJORA DE LAS VACUNAS DE DNA VHSV/TRUCHA Y
TRANSFERENCIA DEL CONOCIMIENTO A OTRAS ESPECIES DE PECES Y
VIRUS (IMTRA-VAC)”
RESUMEN (breve y preciso, exponiendo sólo los aspectos más relevantes y los objetivos propuestos:
Entre los distintos agentes infecciosos, los virus son la mayor preocupación en la industria de la acuicultura puesto
que para ellos no hay tratamientos efectivos tales como los antibióticos para las infecciones bacterianas. Por lo tanto
la vacunación es el único método para controlar las enfermedades víricas en peces. Entre las vacunas víricas,
aquellas que están basadas en el gen de la glicoproteina G (gpG) de los rabdovirus VHS e IHN son las más
eficaces hasta ahora. De hecho una vacuna DNA frente a IHNV, aprobada en Canadá en 2007, se está usando
rutinariamente en las granjas de salmon canadienses. Otros ensayos se están haciendo en Europa con VHSV. Sin
embargo, también es verdad que algunos temas relacionados con estas vacunas DNA, no están todavía
solucionados. Incluso las bases moleculares de la protección que confieren no son completamente conocidas, lo
que retrasa su aplicación a otras enfermedades víricas de importancia en España por ejemplo producidas por
nodavirus.
Debido a las ventajas mencionadas anteriormente, es tiempo de empezar a transferir el conocimiento
acumulado de las vacunas DNA frente rabdovirus a otras especies de peces bien susceptibles a VHSV/IHNV o a
otros virus también de importancia para España (por ejemplo, nodavirus). Para investigar estos aspectos en el
presente proyecto, de elevada repercusion práctica, hemos designado una estrategia multidisciplinar que engloba
virología, immunología, genomica y proteomica mediante la coordinación de 3 grupos de investigacion (UMH, INIA y
IIM-CSIC) con una larga experiencia de cooperación en el tema propuesto en proyectos previos. Los objetivos de
este proyecto son:
1.- Investigar temas relacionados con la mejora de las vacunas DNA en peces tales como determinar el papel
de la immunidad de mucosas en la toma y protección inducida por la vacuna, desarrollar nuevos reactivos para
mejorar su eficacia y el estudio preliminar de la inmunidad maternal. Para ello, se usarán los modelos VHSV/trucha
arco iris / pez cebra. La trucha porque es una de las especies más susceptibles a este virus y la mayoría de los
estudios previos se han llevado a cabo con esta especie y pez cebra porque su genoma está casi completamente
secuenciado, es el pez más manejable (permitiendo ensayos masivos de selección de muchas formulaciones
vacunales) y muchos instrumentos moleculares de última generación se pueden obtener comercialmente para esta
especie de pez.
2.- Desarrollar una vacuna DNA contra VHSV en rodaballo puesto que i) no hay vacunas contra VHSV en
rodaballo y ii) el rodaballo es una de las más importantes especies en la acuicultura marina española.
3.- Desarrollar una vacuna DNA contra SVCV, una enfermedad emergente producida por rabdovirus, ya
diagnosticada en España, frente a la que las vacunas DNA basadas en el gen de su gpG no funciona tan
eficazmente como la de VHSV, a pesar de la relación entre ambos virus. La vacuna DNA contra SVCV se ha
escogido como modelo por i) tanto SVCV como VHSV infectan pez cebra y por lo tanto se pueden utilizar muchos
instrumentos moleculares para comparar la immunogenicidad de ambas vacunas y extraer conclusiones válidas, ii)
eventualmente el SVCV pudiera ser un patógeno de importancia en España puesto que ya es endémico en otros
paises de la UE con los que España mantiene intercambios comerciales regulares de peces e incluso puede infectar
trucha, y iii) finalmente y más importante, el SVCV es un modelo para otras enfermedades víricas de importancia en
España (por ejemplo, los nodavirus) para investigar el porque las vacunas DNA no funcionan en otras especies de
peces (lubina y dorada).
4.- Optimizar métodos de administración vacunal en masa por immersión / oral usando los prototipos de
vacunas DNA generados en los objetivos 1-3 y nanoesferas de diferentes naturalezas con afinidad por las
superficies de mucosas (vacunas mediadas por nanoparticulas). La generación de estas vacunas mediadas por
nanopartículas sería de interés para la vacunación en granjas especialmente aquellas dedicadas al engorde de
peces pequeños que podrían evitar otros métodos más invasivos/toxicos y que llevan mucho tiempo (métodos pez a
pez).
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