Nanovaccine RNA bảo vệ chống lại vi-rút đốm trắng trên tôm

Tuy nhiên, hạn chế về sự ổn định của RNA sợi đôi là rào cản đáng kể nhất đối với ứng dụng chúng thực địa trong hệ thống thủy sinh. Một nghiên cứu gần đây về các hạt nano polyanhydride có thể giúp đóng gói và giải phóng các kháng nguyên vắc-xin một cách hiệu quả trên tôm. 

Phát triển một nanovaccine sợi kép dựa trên RNA để sử dụng trong kiểm soát dịch bệnh ở tôm với trọng tâm là tôm thẻ chân trắng L. vannamei được thực hiện. Cụ thể, các hạt nano dựa trên chất đồng trùng hợp của axit sebacic, 1,6-bis (pcarboxyphenoxy) hexan, và 1,8-bis (p-cacboxyphenoxy) -3,6-dioxaoctan cho thấy độ an toàn tuyệt đối với RNA. Để tạo ra dsRNA WSSV, một plasmid có tiềm năng tạo ra RNA kẹp tóc được xây dựng cho một gen WSSV với khả năng bảo vệ đã được chứng minh. Cấu trúc này là chuyển thành chủng E. coli thiếu RNase III HT115 (DE3). Tiếp theo, IPTG (isopropyl -D-1-thiogalactopyranoside) tế bào HT115 được tạo ra được tạo thành viên và dsRNA WSSV 477 được phân lập bằng cách sử dụng thuốc thử TRIzol. 

Kiểm soát tốt bệnh đốm trắng trên tôm. Ảnh: aouongdidong.com

Tổng hợp polyanhydride và hạt nano Copolyme của 20:80 CPH: SA và 20:80 CPTEG: CPH được tổng hợp thông qua nung chảy polycondensation và được đặc trưng bằng cách sử dụng phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H để đánh giá thành phần, độ tinh khiết và trọng lượng phân tử. Số khối lượng phân tử trung bình là tương ứng khoảng 20,154 Da và 8694 Da cho 20:80 CPH: SA và 20:80 CPTEG: CPH. Các hạt nano polyanhydride được tổng hợp bằng kỹ thuật kết tủa nano. Cụ thể, 1 % rhodamine B và polyme được hòa tan trong metylen clorua ở nồng độ 20 mg/mL. Dung dịch được tạo âm trong 30 giây trước khi kết tủa các hạt nano thành pentan (theo tỷ lệ 1: 250 metylen clorua: pentan). Các hạt nano sau đó đã được thu thập và được làm khô qua quá trình lọc chân không. Trong quá trình tổng hợp 20:80 CPTEG: hạt nano CPH, pentan được làm lạnh trong bể nitơ lỏng do nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh thấp hơn của các polyme chứa CPTEG. Các hạt nano bao bọc 11% trọng lượng dsRNA là được tổng hợp theo quy trình tương tự. 

Các hạt nanovaccine được đánh giá hiệu quả bảo hộ đối với tôm thẻ chân trắng. Cụ thể, tôm thẻ chân trắng SPF (sạch bệnh đặc hữu) được chia thành sáu nhóm thử nghiệm: (a) WSSV 477 dsRNA được đóng gói trong 20:80 CPTEG: CPH (Encap477 20:80 CPTEG: CPH) hạt nano; (b) WSSV 477 dsRNA được đóng gói trong các hạt nano 20:80 CPH: SA (Encap477 20:80 CPH: SA); (c) WSSV 477 dsRNA hòa tan (Soluble477); (d) eGFP dsRNA hòa tan (eGFP hòa tan) (nonshrimp kiểm soát tiêm chủng cụ thể theo trình tự); (e) kiểm soát không được tiêm chủng, không có cảm nhiễm bệnh; và (f) được tiêm phòng giả (giả mạo). Tôm sau khi nuôi thích nghi ít nhất 3 ngày, 100 L nanovaccine (100 g 11% các hạt nano được nạp dsRNA) được quản lý bằng cách phân chia ngược cho từng con tôm để bắt chước đường uống. Tôm trong nhóm dsRNA hòa tan được cho 11 g của dsRNA trong nước. Tại thời điểm 72 giờ sau tiêm chủng, tất cả tôm (trừ nhóm đối chứng tiêu cực) được cảm nhiễm bằng cách tiêm bắp ở đoạn bụng thứ ba virus WSSV (~ 9,1.102 số bản sao virus/L DNA). Tôm đã được cho ăn và theo dõi tỷ lệ chết hai lần một ngày trong 12-15 ngày sau khi nuôi. Sau thử nghiệm ghi nhận tỉ lệ bảo hộ của các dạng nanovaccin đối với tôm thẻ chân trắng. Kết quả cho thấy nanovaccine cung cấp khả năng bảo vệ ~ 80% trong một mô hình cảm nhiễm với WSSV. Nghiên cứu này chứng minh tiềm năng thú vị của một loại vắc-xin ở dạng nano RNA an toàn, hiệu quả và có thể áp dụng tại hiện trường có thể được thiết kế hợp lý để chống lại các bệnh truyền nhiễm ảnh hưởng đến nghề nuôi trồng thủy sản.

Mặc dù 20:80 CPH: SA nanovaccine cung cấp khả năng bảo vệ tốt hơn chống lại WSSV ngoài CPTEG 20:80: CPH nanovaccine, điều quan trọng là phải hiểu lợi thế của mỗi công thức nano. Ví dụ, động học giải phóng dsRNA từ 20:80 CPH: Các hạt nano SA dẫn đến giải phóng và hấp thu vào cơ thể tôm, gần như 90% dsRNA đã đóng gói được giải phóng nhanh chóng. Do sự giải phóng lớn này, số lượng lớn của dsRNA có thể có sẵn trong đường tiêu hóa của tôm tại thời điểm nhiễm bệnh (72 giờ sau tiêm chủng) và tăng cường bảo vệ. Ngược lại, sự giải phóng ban đầu của dsRNA từ 20:80 CPTEG: CPH nanovaccine thấp hơn so với CPH 20:80: SA nanovaccine. Các hóa chất giàu CPH được biết là có tốc độ xói mòn chậm hơn do tính kỵ nước vốn có và do đó, làm giảm tốc độ phát hành của các trọng tải được đóng gói. Như được chứng minh bằng động học giải phóng dsRNA và sự tồn tại của polyanhydride hạt nano, nhóm nghiên cứu giả định rằng 20:80 CPTEG: CPH nanovaccine sẽ duy trì sự giải phóng dsRNA (và do đó, sự sẵn có của dsRNA trong tôm) và tăng cường bảo vệ chống lại sự lây nhiễm vào các thời điểm sau đó (tức là vài tháng) so với với 20:80 CPH: SA hạt nano. Ngược lại, lịch trình lây nhiễm sớm (tức là 72 giờ sau tiêm chủng) có lợi cho CPH 20:80: SA nanovaccine. Để thiết kế một công thức nano duy nhất có thể cung cấp khả năng miễn dịch bảo vệ chống lại cả sớm và muộn nhiễm WSSV, có thể tưởng tượng được việc sử dụng một loại cocktail của cả 20:80 CPH: SA và 20:80 CPTEG: Công thức nano CPH sẽ cho phép tăng cường miễn dịch chống tác nhân gây bệnh trên tôm cả ở giai đoạn sớm và lâu dài.