Tilbake til søkeresultatene

HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning

MucoProtect. Novel bio-mimicking nanocarriers for oral delivery of mucosal vaccines - protection at the first line of defence.

Tildelt: kr 8,0 mill.

Prosjektleder:

Prosjektnummer:

280520

Søknadstype:

Prosjektperiode:

2018 - 2024

Hovedmålet for MucoProtect II er å demonstrere effektivitet av vår nye leveringsplattform som er basert på alginatpartiklers (etablert i MucoProtect I) evne til å levere et test-antigen til atlantisk laks og å generere en betydelig antistoffrespons. Målsetningen er å utvikle et forbedret leveringssystem for antigener som kan inkorporeres i fôr og brukes som effektive orale vaksiner for immunisering av oppdrettsfisk mot ulike fiskepatogener (virus, bakterier og parasitter, inkludert lakselus). Orale vaksiner har betydelige fordeler sammenlignet med standard injeksjonsvaksiner basert på olje som brukes i akvakultur, da de tillater enklere administrasjon av immunogene antigener uten å ta fisken ut av vannet. Denne praktiske tilnærmingen strekker seg til vaksinering av fisk på tidligere livsstadier og administrering av booster-vaksiner til voksende fisk i sjøen. Per november 2023 har MucoProtect nano- og mikropartikler som inneholder proteinet bovint serumalbumin (BSA) som test-/modellantigen, blitt produsert med suksess uten tilsynelatende toksiske effekter i cellekulturer og i fisk. Det har også blitt utviklet en bioplex-test for dette prosjektet som en mer sensitiv metode for å måle induksjonen av BSA-antistoffer hos fisk, i tillegg til standard ELISA-tester som brukes for å påvise antistoffer mot BSA eller tilstedeværelsen av BSA i seg selv. I de innledende stadiene av dette prosjektet observerte vi at MucoProtect-partiklene kunne fremkalle betydelige titere av BSA-spesifikke antistoffer etter systemisk administrasjon (IP-injeksjon) og administrasjon via slimhinne (anal intubasjon) . Imidlertid ble det ikke registrert noen påvisbar antistoffrespons når de samme MucoProtect-partiklene ble levert via oral intubasjon i eksperimentelle fisk. På samme måte ble det heller ikke observert noen betydelig respons i vårt første forsøk på oral vaksinering med MucoProtect-partiklene hvor disse ble inkorporert i fôret via ekstrusjon. Basert på disse foreløpige in vivo-eksperimentene, antar vi at selv om MucoProtect-partiklene i seg selv er immunogene, kan frigjøringen av BSA ha skjedd for tidlig, noe som kan ha ført til nedbryting av BSA ved gastrointestinale (GI) enzymer før det kunne bli absorbert/opptatt av relevante immunceller i laksetarmen. Som en oppfølging av dette ble tre ulike versjoner av partikler designet for å gi saktere frigjøring av modellantigenet preparert og inkorporert i fôr. Mengden BSA som ble frigjort i fiskens mage-tarmkanal over tid etter fôring ble målt. I disse forsøkene ble det registrert betydelige mengder BSA (via ELISA-test) i både midten og bakre del av tarmen i forsøksfiskene opp til 48 timer etter fôring. Dette bekrefter at betydelige mengder av vårt modellantigen kan være tilgjengelig for opptak i det andre segmentet av midttarmen, og potensielt initiere nødvendige slimhinne-responser. Som svar på dette ble det observert en markant økning i BSA-immunglobuliner via bioplex-testen ved uke 6 og 8 i prøver av serum fra fisk som ble 'boostet' hver tredje uke med det samme vaksinefôret, selv om nivåene var relativt lavere sammenlignet med det som tidligere ble observert med høy-dose IP-injeksjon. Likevel understreker disse lovende resultatene potensialet for bruk av vår nåværende teknologiplattform som en bærer av antigen i utviklingen av orale fiskevaksiner. Et fjerde fôringsforsøk er i gang, der antistoffresponser mot BSA i serum, og om mulig, i tarmen til laks, sammenlignes etter oral vaksinering med ulike MucoProtect-partikler (ulik coating, nanopartikler vs mikropartikler) ved ulike fôringsintervaller, og med bruk av ulike antigendoser (dvs. konsentrasjon av BSA i fôret og den estimerte mengden BSA som fisken får i seg avhengig av fôringsregimet). Resultatene fra denne testen vil gi oss en forbedret/optimalisert MucoProtect-vaksineringsplan, som deretter kan anvendes i utformingen av orale vaksiner rettet mot ulike fiskepatogener og relevante parasitter.

In parallel with the growth of aquaculture, infectious diseases have become an increasingly greater problem and currently represent the most significant constraint on sustainable aquaculture worldwide. For the salmon farming industry, the salmon lice challenge is currently the most important tasks to solve. One of the key areas of success in managing fish health in aquaculture has been the development of vaccines. However, for many diseases including salmon louse, vaccines are not available, and the farming industry keeps facing new challenges. Fish are continuously exposed to microorganisms in the aquatic environment. The mucosal surfaces lining the body form a physical barrier equipped with multiple dynamic and inducible immune effector mechanism crucial for the defence against environmental pathogens. Novel vaccine strategies that target these inductive sites properly are needed. Also, as antigens may not always evoke a sufficient immune response due to their nature, the path by which the vaccine is delivered and its auxiliary components are critical factors for the success of immunization. In MucoProtect, SINTEF and the Norwegian Veterinary Institute join advanced drug delivery technology with immune potentiating strategies to develop a novel and versatile vaccine delivery system customized for oral delivery of vaccines to fish: 1) New tailor-made and low-cost materials with inherent adjuvants will be developed and used to 2) produce nanoparticles specifically targeting key initiators of the immune response to prime the mucosal barriers to resist infection. If successful, MucoProtect will offer 3) new and more effective tools for preventing and controlling salmon lice that will increase the sustainability of the industry. MucoProtect will also 4) provide increased knowledge on central aspects of the mucosal immune system of Atlantic salmon and establish novel assays for assessing the effects of vaccines, both essential for future vaccine development. The main goal of MucoProtect-II will be to demonstrate that the new alginate particle-based delivery platform developed in MucoProtect-I can increase the efficacy of newly identified salmon lice antigen in Atlantic salmon. MucoProtect-II will have two dominant research questions: ? Can antigen in alginate particles, following (feed-based) oral administration, induce the production of antigen-specific antibodies in blood and mucus ? Can LPS via its immunogenicity act as immune stimulant in an oral particle-based vaccine, ie act as adjuvant? The project will use advanced equipment and methodology developed in MucoProtect-I to produce and characterize a range of alginate particles with variation in size, LPS content, (pH dependent) stability, antigen capacity and more. The project will develop new in vitro and ex vivo methods and models to test, among other things, stability of particles under different conditions, leakage of antigens and mucus penetration of particles of different sizes. The alginate particles will then be formulated for oral delivery (feed). Finally, the project will use vaccine trials as the critical yardstick for success: Can the antigen in the alginate particles induce specific antibodies after oral administration?

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning