Nuevo medio de cultivo ayudaría al desarrollo de vacunas contra Piscirickettsia

Investigadores de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, Universidad de Chile, el Centro Regional de Estudios en Alimentos Saludables (Creas) y Centrovet desarrollaron un nuevo medio de cultivo líquido químicamente definido y optimizado para permitir el crecimiento de Piscirickettsia salmonis.

El medio de cultivo que tomó seis años de desarrollo contiene 12 aminoácidos, donde el ácido glutámico, la treonina y la arginina fueron las principales fuentes de carbono y energía.

“Es una bacteria patógena intracelular facultativa, con complejos requerimientos nutricionales y que presenta una baja velocidad de crecimiento en condiciones in vitro”, explica a Salmonexpert la Dra. Claudia Altamirano, académica de la Pontifica Universidad Católica de Valparaíso (PUCV), quien formó parte del equipo que desarrolló el medio de cultivo.

Desde esta perspectiva, la experta describe que los medios de cultivo disponibles actualmente son de elevado costo, difícilmente escalables y complejos de reproducir y validar a nivel productivo, sumado al hecho de que se requiere de equipamiento e infraestructura más eficiente para preservar la esterilidad de cultivo.

Frente a esta problemática, el primer objetivo del equipo de trabajo para poder crear el medio de cultivo, fue caracterizar e identificar las variables críticas para el cultivo axénico de P. salmonis en biorreactores compatibles con un posterior escalado a nivel productivo

“Una de las principales limitaciones al momento de iniciar la investigación fue la falta de información científica respecto de las características metabólicas y fisiológicas de P. salmonis que permitiera disponer de información para realizar una formulación de medio de cultivo racional. Por ello, en una primera etapa de propuso y validó un modelo metabólico de la bacteria basado en la información sobre su genoma”, comenta la Dra. Altamirano.

Alta concentración de biomasa

¿Cuáles son las características especiales de este medio de cultivo? “El medio de cultivo mínimo químicamente definido, posee una composición totalmente conocida en términos cuali y cuantitativos, a diferencia de la totalidad de otros medios de cultivo utilizados para el crecimiento de P. salmonis. Estos últimos contienen extractos o hidrolizados de origen animal (Ej. triptona, suero fetal bovino, extracto de levadura, entre otros), cuya composición detallada no se conoce y puede variar entre cada lote productivo”, responde la investigadora.

Asimismo, este nuevo medio de cultivo mínimo químicamente definido permite el crecimiento del patógeno en un menor período de tiempo, a través del aporte nutricional de componentes mínimos definidos con concentraciones ajustadas a su demanda específica.

“Ello supone que el total de nutrientes presentes en este medio es al menos cuatro veces menor al total de nutrientes reportados en las patentes WO2008002152 y WO2013084169 y otros medios de cultivo reportados en literatura. Lo anterior, permite alcanzar una alta concentración de biomasa con un rendimiento entre 4 a 10 veces superior (cantidad de biomasa generada respecto de cantidad sustrato consumido) y una productividad de entre 2 a 9 veces mayor (cantidad de biomasa generada respecto del tiempo y volumen de proceso)”, aclara Altamirano.

Otra ventaja, comenta la experta, es que el fenotipo bacteriano obtenido en el medio de cultivo conserva los niveles de virulencia observada en los sistemas tradicionales de cultivo. Por tanto, esta tecnología sustentaría el desarrollo de un nuevo proceso “más rápido, menos costoso y con un producto de igual o mejor calidad, que los sistemas actuales, para obtener la biomasa requerida para las formulaciones de vacunas tanto orales como inyectables”.

Finalmente, en cuanto a la importancia de contar con este nuevo medio, la Dra. Altamirano establece que “es un medio que se puede reproducir en cualquier laboratorio dado que se conoce perfectamente cada uno de sus componentes y su concentración. Disponer de un medio de cultivo químicamente definido, cuya principal fuente de carbono y energía es conocida y su concentración se puede monitorizar, facilita el control del proceso y favorece la consistencia del cultivo, y por tanto, del producto generado para la formulación de vacunas”.

Actualmente, el desarrollo se encuentra en trámites de solicitud de patente y el grupo de investigación, además, está buscando empresas interesadas en hacer un escalamiento productivo del producto.