Tecnología de producción de P. salmonis producirá vacunas más eficientes

Durante el 2015, veinte Oficinas de Transferencia y Licenciamiento (OTL) de universidades generaron 42 nuevos contratos de licencia con la industria. Estos contratos se dieron principalmente en áreas de salud, agricultura, producción industrial, tecnología y acuicultura.

“Las OTL se ubican tanto en universidades y centros de I+D y son las unidades encargadas de canalizar y transferir tecnología a partir de resultados de investigaciones que tienen alcance comercial, con potencial de convertirse en productos, servicios o integrarse al proceso de implementación por parte de la industria”, explica Marcelo González, coordinador de las OTLs de Corfo.

A juicio del profesional, siempre ha existido transferencia tecnológica. “Básicamente, es cómo el conocimiento pasa de la universidad a la empresa. Esto se puede manifestar, incuso, desde investigadores que por propia motivación se unen con una empresa, ven una oportunidad y desarrollan algo. Lo positivo de las OTL es hacer de esto un proceso que se instala, se reitera, y se pone en la agenda de innovación en estas instituciones. Para esto, se necesitan distintos mecanismos para formalizar esto. La licencia representa el acto formal de vinculación entre universidad y empresa”, sostiene González.

Corfo se encuentra financiando OTL desde el 2011, lo que ha ayudado a estructurar las unidades de transferencia tecnológica de las universidades y centros de investigación.

Cultivo de Piscirickettsia salmonis

Uno de los nuevos contratos de licencia generados por una OTL se relaciona con el proyecto de transferencia tecnológica “Medio de cultivo extracelular específico para la producción de SRS”. Esta investigación, ha sido desarrollada por la Dra. Claudia Altamirano, investigadora de la Escuela de Ingeniería Bioquímica la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (PUCV) y otros investigadores de la casa de estudios superiores.

La septicemia rickettsial salmonídea ocasiona mortalidades anuales cercanas al 35% de los cultivos de salmónidos, con elevadas pérdidas económicas para el sector. Por esta razón, se han elaborado estrategias profilácticas para el control del SRS, entre las que destacan las vacunas. “Esta es una metodología ampliamente utilizada en la salmonicultura, ya que permite activar el sistema inmune de los peces en forma específica. Actualmente hay disponible en el mercado múltiples tipos y formatos de vacunas contra SRS, cuyo nivel de efectividad es cuestionada. Dichas vacunas utilizan como agente activo la biomasa de P. salmonis obtenida de cultivos en líneas celulares animales. Sin embargo, esta tecnología de cultivo presenta inconvenientes técnico-económicos que generan un producto con una discutida efectividad. Se ha mantenido en uso esta tecnología debido al desconocimiento de los requerimientos nutricionales específicos y capacidades metabólicas de P. salmonis. El entendimiento de aspectos claves en sus capacidades metabólicas, a través de una aproximación sistémica, nos permitió desarrollar un novedoso proceso biotecnológico que mejora la productividad de biomasa de P. salmonis (cantidad de biomasa obtenida por unidad de tiempo y volumen útil de bioreactor) y su calidad (entendida como grado de pureza)”, explicó la investigadora.

¿De qué se trata la tecnología “Medio de cultivo extracelular específico para la producción de SRS”?

La tecnología propuesta es un proceso de cultivo en bioreactor para P. salmonis utilizando un medio de cultivo liquido químicamente definido libre de células y de componentes de origen biológico. Esta tecnología posibilita la obtención de biomasa pura en menores tiempos, más eficientemente y disminuyendo los costos operacionales con respecto al actual sistema de cultivo con células eucariontes y al sistema de cultivo con medio SF900II, debido a la simplificación y optimización del proceso de cultivo de P. salmonis.

¿Cuáles son las implicancias para la industria que se desarrolle esta tecnología?

Actualmente, la propagación de P. salmonis se realiza preferentemente infectando líneas celulares eucariontes, lo cual demanda tener un cultivo de la línea celular en confluencia y una densidad bacteriana suficiente de P. salmonis para realizar la infección. Este proceso de alta complejidad, conlleva un alto nivel de manipulación que hace más probable la contaminación de los cultivos. Además, se consume un gran volumen de material fungible, lo cual hace que este sistema de cultivo sea costoso e ineficiente. Este sistema de cultivo consta de cinco etapas:

1. Propagación de la línea celular animal.
2. Propagación de P. salmonis en línea celular.
3. Cultivo en biorreactor de la línea celular.
4. Infección de línea celular cultivada en biorreactor con P. salmonis.
5. Recuperación de P. salmonis mediante centrifugación.

El proceso completo demora entre 43 a 47 días hasta la cosecha de la biomasa bacteriana. La biomasa de P. salmonis recuperada de este proceso, no permite garantizar la obtención de biomasa sin restos celulares. Esto se debe al proceso de separación por centrifugación no permite eliminar restos celulares que tengan una densidad igual o menor a la célula bacteriana. Por esta razón, se afirma que una porción de componentes estructurales de la célula eucarionte forma parte de la biomasa producida, lo cual finalmente incide negativamente en la efectividad de las vacunas formuladas. Al administrar componentes que no son propios del patógeno (P. salmonis para la patología SRS), se induciría una respuesta inmune indeseada en los peces. Por esta razón, es importante formular vacunas que garanticen la eliminación de contaminación cruzada (restos celulares eucariontes) que afecten negativamente la eficiencia de protección frente a un evento patológico como el SRS.

Los problemas anteriormente detallados por la tecnología de infección de células animales para la propagación de P. salmonis, son subsanados con la implementación del cultivo puro de P. salmonis en medio de cultivo químicamente definido. La tecnología desarrollada requiere un biorreactor de tanque agitado, escalable a los volúmenes requeridos por la industria. No se requiere mayores insumos que el medio de cultivo definido formulado. El cultivo de P. salmonis en medio de cultivo definido libre de células dura 60 h (2,5 días), del cual se obtiene la biomasa pura al momento de cosechar. Finalmente, las vacunas al formularse con biomasa pura, no poseen interferentes que induzcan una respuesta inespecífica en el sistema inmune de los organismos vacunados. Debido a lo anterior, las vacunas formuladas con esta biomasa se estima que tendrán un mayor índice de eficiencia que las elaboradas con biomasa obtenida de cultivos celulares.

Vinculación

El conocimiento generado mediante un proceso de investigación y desarrollo iniciado durante el año 2009, con financiamiento interno de la PUCV, y continuado el año 2012 a la fecha, con financiamiento proveniente del Fondo de Fomento al Desarrollo Científico Tecnológico Fondef de Conicyt (Proyecto Fondef D10I1185), permitió fundar las bases tecnológicas del cultivo en biorreactor de Piscirickettsia salmonis en medio liquido químicamente definido libre de células. “En este proyecto, fue clave la participación de la empresa Centrovet y Genexpress, con quienes contábamos experiencias previas de colaboración, es decir, conocíamos nuestras capacidades y se habían establecido vínculos de confianza”, comentó la Dra. Altamirano.

¿Cuál es el beneficio para ambas instituciones?

En el caso de la industria veterinaria, esta vería mejoradas sus rentabilidades con la aplicación de esta tecnología. Esta tecnología fortalecería la actividad y la posicionarían a la vanguardia tecnológica a nivel nacional y mundial. Por lo demás, permitiría disminuir los tiempos de respuesta frente a la demanda y capacidad de producción de vacunas, lo cual se traduciría en un mayor nivel de participación en el mercado.

Los positivos resultados obtenidos, afianzan la conexión entre el sector productivo y la academia. También demuestran, que el desarrollo tecnológico impacta considerablemente en la actividad productiva haciéndola más competitiva en el mercado. Estas experiencias, propician el desarrollo del componente de I+D+i en la industria nacional.

Por otra parte, también impacta al sector acuícola, pues permitiría poner a su disposición una vacuna que permita tener mejores niveles de protección contra la patología SRS. Lo anterior potenciaría el sector alimentario acuícola, el cual es un área productiva importante a nivel nacional. Esto contribuye a potenciar la actividad, haciéndola más sustentable por mejorar sus mecanismos profilácticos contra SRS. El uso de una vacuna más efectiva contra esta bacteria, debiese disminuir las cantidades de antibióticos utilizados para controlar esta patología. De esta manera, la actividad acuícola disminuiría en parte su impacto ambiental. Adicionalmente, el mejorar la eficiencia la vacuna contra SRS, permitiría disminuir una proporción importante de las mortalidades producidas anualmente por esta patología que es cercana al 20% de las mortalidades totales. Esto afianzaría la actividad acuícola, lo cual favorecería la estabilidad laboral de los empleos directos e indirectos relacionados con el sector.

En el caso de la Universidad y su quehacer en investigación aplicada, existe una fuerte retroalimentación desde la industria que le permite conocer sus necesidades y orientar así el trabajo de investigación. Por otro parte, la formación de personal humano altamente calificado, a nivel de pre y postgrado, en temáticas de relevancia industrial, son altamente beneficiosas para los procesos formativos y el posicionamiento laboral de los graduados. Finalmente, la generación de cocimiento protegido (mediante licenciamiento o patentes) contribuye al impacto de la tercera misión de las universidades.

¿Qué rol tiene la OTL de la PUCV en el desarrollo de esta tecnología?

La OTL presta apoyo en el establecimiento de los contratos con las empresas involucradas, estrategia de protección de resultados y gestión de la protección de los resultados.