Učinkovitiji sustav cijepljenja uzgojene ribe

Ribe koje se uzgajaju u bazenima ili ribnjacima sve su važniji izvor hrane diljem svijeta. Nažalost, izbijanja bolesti mogu uzrokovati značajne gubitke u akvakulturi.

Uzgajivači ribe koriste cjepiva kako bi spriječili izbijanje bolesti baš kao i obični uzgajivači, ali cijepljenje ribe puno je teže od, primjerice, cijepljenja krave. Najučinkovitiji način cijepljenja ribe danas su igle, ali postoji nekoliko nedostataka ovog postupka, i za ribu i za uzgajivače.

Tim istraživača s MIT-a i američkog Ministarstva poljoprivrede razvio je potencijalno bolji način dostave cjepiva. Pristup koristi vodootporne mikroigle prehrambene kvalitete koje mogu lagano prodrijeti u kožu ribe i ostati pričvršćene za nju prije raspadanja. U novom radu objavljenom u ACS Nano, istraživači su opisali svoj sustav i pokazali da bi se mogao koristiti za dostavu niza tereta, poput bakterijskih cjepiva.

Akvakultura ima ogroman potencijal za rješavanje nesigurnosti hrane, smanjenje potrošnje energije i dekarbonizaciju globalnih prehrambenih sustava. U 2021. godini, po prvi put, uzgojene vodene životinje premašile su divlje ulovljene vodene životinje u globalnoj proizvodnji hrane po težini.

Prije nekoliko godina, Benedetto Marelli, profesor na Odjelu za građevinarstvo i okoliš, saznao je o izazovima cijepljenja riba na konferenciji u jugoistočnoj Aziji, gdje je akvakultura posebno važan dio opskrbe vodenom hranom. Njegov laboratorij dobio je podršku od Laboratorija za vodene i prehrambene sustave Abdul Latif Jameel (J-WAFS) kako bi istražio prilagodbu svilene platforme koju je razvio za podvodnu upotrebu za ribe. No, rani dizajni svile brzo bi se otopili kada bi bili izloženi vodi, odmah oslobađajući cjepivo i ne bi prodrli u kožu ribe.

Meng Li, postdoktorandica s MIT-a i prva autorica rada, biomedicinska inženjerka, počela je raditi na projektu u Marellijevom laboratoriju početkom 2022. Godine 2024. dobila je stipendiju USDA-e, koja joj je osigurala financiranje, kao i važne veze sa suradnicima u agenciji i šire. Na primjer, Američki geološki zavod omogućio je istraživačima pristup DNK cjepivu za kalifornijsku pastrvu.

Marelli joj pripisuje zasluge za pronalazak načina da se zaobiđe tendencija svile da omekša kada je izložena vodi. Sustav opisan u novom radu koristi tanki sloj šelaka, smole koju izlučuju insekti i koja se koristi u premazima za hranu i tablete, kako bi mikroiglice svile bile otporne na vodu pružajući barijeru protiv vlage koja ostaje netaknuta prije ubrizgavanja u ribu.

Istraživači su pokazali da mikroigle mogu pohraniti niz cjepiva, te su demonstrirali različite verzije mikroiglica koje su dulje trajale u vodi ili brže raspršivale cjepiva.

Mikroigle su također uspjele sačuvati polovicu strukture DNK plazmida kada su pohranjene četiri tjedna u suhim uvjetima.

„Ta stabilnost je važna, posebno za posljednju milju isporuke, jer se akvakultura uglavnom odvija u ruralnim područjima“, kaže Marelli. „To omogućuje poljoprivrednicima da se ne moraju oslanjati na infrastrukturu za održavanje hladnog lanca.“