El virus Piscine Orthoreovirus (PRV) es el agente que causa la enfermedad de inflamación del músculo esquelético y cardiaco (HSMI), que es muy común en los salmones de la especie Salmo salar, tanto en Chile como en Noruega, los dos productores más importantes de salmónidos en el mundo. Es una patología relativamente nueva, puesto que se presentó por primera vez en Noruega en 1999 y no fue clasificada hasta 2010, mismo periodo en el que fueron reportados los primeros casos en Chile.

En la actualidad, no existe una vacuna comercial contra el virus PRV a nivel mundial, principalmente por la dificultad de la producción in vitro del patógeno.

Al respecto, el Laboratorio Farmacéutico Veterquimica S.A. se encuentra desarrollando una vacuna recombinante contra la enfermedad, la que incluye la reproducción artificial de una proteína que tiene alto potencial antigénico y que se elabora en los laboratorios I+D de la empresa y en el Laboratorio de Cultivo de Células Animales de la Escuela de Ingeniería Bioquímica de la PUCV.

La iniciativa se enmarca dentro de un proyecto que fue recientemente beneficiado por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID) en el marco del Programa “Tesis de Doctorado en el Sector Productivo” y será ejecutada por el alumno del Doctorado en Ciencias de la Ingeniería con mención en Ingeniería Bioquímica PUCV, Kurt Pohlhammer, bajo la guía de la investigadora Dra. Claudia Altamirano.

“Un porcentaje muy importante de las pérdidas de masa o de productos en los salmones está asociada a enfermedades infecciosas. El virus (PRV) se relaciona con la prevalencia. No es tan mortal, pero está presente en los planteles. ¿Qué tanto afecta la prevalencia en que los salmones estén susceptibles a otras enfermedades? Esa es la pregunta”, advirtió la Dra. Altamirano

El alumno Kurt Pohlhammer explica que el objetivo del proyecto es determinar condiciones de operación y nutricionales en el cultivo artificial de células en un biorreactor, lo que permite aumentar la concentración celular, como también las condiciones específicas que determinan la expresión de estas proteínas recombinantes protectoras.

“Se espera que el estudio de estas variables permita el establecimiento de condiciones de cultivo mejoradas, que favorezcan la síntesis de la proteína de interés, de manera de obtener un proceso escalable de antígeno recombinante, con el cual sea viable la producción de una vacuna comercial contra PRV. Además, se desarrollará un análisis comparativo del costo/eficiencia de producción por unidad de masa de proteína producida, para las distintas condiciones evaluadas, de manera de determinar la opción más conveniente para la producción del antígeno viral y así poder contar con una vacuna comercial contra la enfermedad, desarrollada en Chile”, expresó.

El ingeniero civil en biotecnología indica que producto de una infección por PRV, la ganancia de peso de los salmones baja a la mitad durante 3 a 4 semanas y eso es perdida para la empresa. “Poder evaluar el efecto de la infección en los peces es muy complejo pues está presente en todos los centros de cultivo del país y en promedio un 70% de los peces tiene PRV. La prevención de los virus sólo se logra con las vacunas y actualmente no hay vacunas contra este patógeno”, planteó.

Cuando en Veterquimica se decidió desarrollar una vacuna contra la inflamación del músculo esquelético y cardiaco (HSMI) y debido a que PRV no puede ser cultivado in vitro, fue necesario buscar un acercamiento desde la biología molecular, razón por la cual se trabajó en colaboración con el Dr. Marcelo Cortez, jefe del Laboratorio de Virología Molecular y Control de Patógenos de la Universidad de Santiago de Chile y su equipo, con quienes se adjudicaron el proyecto CORFO denominado “Desarrollo de un prototipo de vacuna para el control de Piscine Reovirus (PRv) en salmónidos”.

Fruto del trabajo se obtuvo un prototipo de vacuna eficaz y segura contra el virus para el cual no está aún definido un proceso productivo que permita la comercialización del producto a escala industrial. Es en este contexto que el proyecto de tesis del estudiante Kurt Pohlhammer se hace relevante, pues investigará las condiciones de operación que influyen en la cantidad de proteína recombinante, utilizando equipos y estrategias compatibles con su producción industrial.

¿CÓMO SE ELABORA UNA VACUNA?

La Dra. Altamirano plantea que hay diversas formas de elaborar una vacuna. Una es con el virus atenuado donde se expone al sistema inmune una molécula que lo activa, puede ser el virus completo o una parte del virus. Usualmente son proteínas, lípidos y material genético. “Las proteínas que constituyen el envoltorio son las que generan esta respuesta inmune, reconocen nuestro sistema como extrañas y gatillan la respuesta. Se puede formular una vacuna con una parte del virus, una de las proteínas. Esto es lo que estamos haciendo”.

En el Laboratorio de I+D de Veterquímica se identificaron las proteínas más inmunogénicas de este virus y el proyecto trata de producir una de ellas para la formulación de una vacuna preliminar y se verá si se puede complementar con otro elemento.

“En la empresa hemos registrado alrededor de 14 vacunas para el uso en salmónidos, de los cuales al menos 10 están en uso en cultivo de salmones. En los años 2000 se morían muchos peces por Necrosis Pancreática Infecciosa (IPN), alrededor de 2010 hubo una crisis por el virus ISA donde llegaron a morir el 80% de los salmones de cultivo. Nuestra empresa siempre se ha involucrado en la investigación de nuevas formas de abordar los problemas desde la biotecnología en la industria veterinaria y siempre ha tenido un vínculo importante con la academia”, complementó Pohlhammer.

LABORATORIO DE CÚLTIVO DE CÉLULAS ANIMALES

La directora del Laboratorio de Cultivos de Células de Animales de la Escuela de Ingeniería Bioquímica, Claudia Altamirano, advierte que nuestra Universidad es reconocida a nivel nacional en el desarrollo de cultivos celulares y cuenta con una destacada capacidad de investigación en términos de equipamiento, biorreactores y otros para la producción de proteínas recombinantes en células mamíferas y microbianas. Todo ello con un decidido enfoque vinculado a la industria.

“Tradicionalmente los bioprocesos y sobre todo la industria biotecnológica, se basa en el cultivo de microorganismos, que son bacterias, levaduras y hongos. Esa es la industria clásica de producción de biomoléculas y proteínas recombinantes. La expresión de estas proteínas utilizando cultivos de células animales, que tienen una serie de restricciones físicas, nutricionales y de regulación es mucho más complejo. Las células animales naturalmente están asociadas a un organismo, tomamos esas células, las aislamos, las adaptamos para que puedan crecer individualmente y ser cultivadas en biorreactores, les otorgamos los nutrientes y las condiciones operacionales para que sobrevivan y produzcan de manera artificial, herramientas de ingeniería genética, proteínas recombinantes para salud humana o animal”, concluye.

Por Juan Paulo Roldán

Dirección General de Vinculación con el Medio