Inmunización sin agujas
Desarrollan con peperina una vacuna oral para cerdos contra Escherichia coli
22 de Septiembre de 2025
Es la primera hecha en un cien por ciento en Argentina. Científicos de la UNRC prueban la eficacia de esta innovación preventiva de la diarrea post-destete, en un trabajo conjunto con el INTA Marcos Juárez. La vacuna estimula la mucosa, que es la vía de acceso del patógeno
Investigadores de la Universidad Nacional de Río Cuarto desarrollaron una vacuna con aceite esencial de peperina para prevenir diarreas posdestete causadas por Escherichia coli en cerdos.
Es la primera hecha en un cien por ciento en Argentina y se están llevando a cabo los últimos ensayos para probar su eficacia en la prevención de la diarrea post-destete. Está elaborada con una nanoemulsión a base de aceite esencial de peperina como adyuvante.
Esta nanoemulsión es un producto innovador y seguro que refuerza el sistema inmunitario de los lechones y evita el uso de los antibióticos a los que habitualmente se recurre para combatir la diarrea.
Fue logrado a partir de un aceite vegetal que no produce efectos adversos. Una novedosa solución sin agujas. La vacuna se diferencia por ser la única de administración oral combinada con un nanoadyuvante. Estimula la mucosa intestinal, principal vía de ingreso de la bacteria.
El estudio es dirigido por la doctora Laura Noelia Cariddi, Investigadora Independiente de CONICET y profesora asociada en el Área Inmunología de la UNRC. Con su grupo de trabajo han caracterizado el efecto del nanoadyuvante basado en el aceite esencial de esta planta medicinal argentina, que incorporado en una vacuna de administración oral incrementa la inmunogenicidad de cepas de Escherichia coli enterotoxigénica (ETEC), un tipo de bacteria patógena que causa diarrea en lechones neonatos y postdestete.
El eje es el fortalecimiento del sistema inmune mediante una vacuna oral basada en nanoemulsiones. Es un trabajo interdisciplinario, con aportes de la nanotecnología, la inmunología, la biotecnología y la medicina veterinaria.
El equipo está integrado por investigadores y becarios de la UNRC y del Grupo de Sanidad Animal de la Estación Experimental Agropecuaria del INTA Marcos Juárez.
Cariddi integra el Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud (INBIAS) CONICET-UNRC y desde hace más de 25 años estudia el aceite esencial de la peperina, planta medicinal característica de la provincia de Córdoba, cuyo nombre científico es Minthostachys verticillata, en particular, sus propiedades inmunomoduladoras.
- ¿Los resultados son alentadores?
- Nuestro grupo de investigación ha caracterizado el efecto de un nanoadyuvante basado en el aceite esencial de una planta medicinal argentina, que incorporado en una vacuna de administración oral podría incrementar la inmunogenicidad de cepas de ETEC y prevenir la diarrea post-destete.
¿El trabajo se alinea con la salud pública y mejoras económicas?
La tendencia mundial del sector agroalimentario es garantizar la inocuidad de los productos que se consumen, por lo que desarrollar vacunas con adyuvantes innovadores y seguros resulta fundamental.
- ¿Cuál es el impacto esperado?
- En Argentina, la producción porcina ha exhibido un crecimiento ininterrumpido en los últimos años. Sin embargo, la intensificación de la producción provoca un crecimiento en las infecciones. La diarrea post-destete es una enfermedad que causa graves problemas económicos, siendo las cepas de ETEC F4+ y F18+ los principales agentes causales en lechones nenonatos y destetados. Si bien existen vacunas para prevenir esta enfermedad, las mismas no logran inmunidad a largo plazo, por lo que este sigue siendo un problema a resolver, al que ahora se espera dar respuesta.
A escala nanométrica
Comprobaron que el aceite esencial de peperina estimula el sistema inmune, modulando la respuesta inmunológica. Los resultados fueron demostrados in vitro, en distintos ensayos realizados en laboratorio; e in vivo, en ratones, vacas y cerdos.
Desde hace un tiempo vienen desarrollando nanoemulsiones –emulsiones de aceite en agua (O/W), a escala nanométrica-. Las gotitas de aceite que se forman tienen entre 100 y 300 nanómetros. Y comprobaron que esta nanoemulsiones son muy estables.
Lograron desarrollar nanoemulsiones a base de aceite esencial y vieron que esas nanoemulsiones potenciaban aún más la capacidad inmunoestimulante del aceite. Así fue que comenzaron a usar estas nanoemulsiones como adyuvantes.
Aplicaron estas nanoemulsiones vía oral en lechones y observaron un buen comportamiento a nivel de la mucosa intestinal. Vieron que favorece el crecimiento de microorganismos beneficiosos –que habitualmente se encuentran en la microbiota intestinal-, que ayudan al animal a digerir ciertos componentes de la dieta.
Este año comenzaron a desarrollar la vacuna, que es bivalente –contiene dos cepas de ETEC y las nanoemulsiones como adyuvante-, la cual fue aplicada por vía oral en lechones destetados.
Además, para evaluar la eficacia de la vacuna a un grupo de lechones vacunados se los desafió con las cepas de ETEC salvaje –como se las encuentra normalmente en la naturaleza-, a los fines de corroborar el efecto preventivo de la vacuna.
Tras probar que el aceite de peperina estimula el sistema inmunológico y regula positivamente la microbiota intestinal, lo cual favorece la respuesta inmunológica, como un próximo paso prevén utilizar esta vacuna para inmunizar a las cerdas en el momento de su preñez, para que, a través del calostro, en la lactancia, transmita la inmunidad a los lechones.
La peperina modula la respuesta inmune, una propiedad desconocida hasta el momento
Este proyecto que dirige la doctora Cariddi se titula: “Evaluación de la eficacia de una vacuna oral elaborada con cepas inactivadas de Escherichia coli enterotoxigénica F4+ y F18+ y un nanoadyuvante de origen natural para la prevención de la diarrea post-destete en lechones”.
Está centrado en la evaluación de la respuesta inducida por una vacuna oral formulada con cepas inactivadas de E. coli enterotoxigénica (F4+ y F18+) y un nanoadyuvante de origen natural en lechones post-destete. Se vacunan los animales y se evalúan diferentes parámetros inmunológicos en suero e intestino. La eficacia de la vacuna se analiza desafiando los lechones con cepas salvajes y evaluando colonización y diseminación bacteriana.
Las cepas de ETEC que expresan fimbrias F4 y F18 son la causa más importante de diarrea en lechones recién nacidos y post-destete, lo que produce grandes pérdidas económicas.
Para evitar el uso de antibióticos en los animales de producción, las medidas dirigidas a reforzar su inmunidad son primordiales. Las vacunas disponibles para prevenir la diarrea causada por ETEC plantean el uso de cepas inactivadas combinadas con adyuvantes convencionales y de administración parenteral, o vacunas vivas sin adyuvantes de administración oral. Sin embargo, no logran una inmunidad a largo plazo, por lo que la prevención de la diarrea post-destete en lechones sigue siendo un problema a resolver.
En ese marco, este grupo de investigación formuló una vacuna oral formulada con cepas inactivadas de ETEC F4+ y F18+ y un nanoadyuvante basado en aceite esencial de Minthostachys verticillata -peperina-, para prevenir la diarrea post-destete en lechones, tras demostrar que este producto natural solo o nanoencapsulado modula la respuesta inmune en modelos experimentales, lo cual le otorga una propiedad desconocida hasta el momento.
Primero, demostraron su eficacia para incrementar la inmunogenicidad de una cepa inactivada de ETEC F4+ en ratones vacunados por vía subcutánea. Además, demostraron que la nanoencapsulación con Tween 80/Span 80 mejoró su estabilidad, seguridad y actividad biológica.
Se trata de emulsionantes complementarios; Span 80 es un surfactante lipofílico (afín a los aceites) con bajo valor HLB para emulsiones de agua en aceite, mientras que Tween 80 es un surfactante hidrofílico (afín al agua) con alto valor HLB - equilibrio hidrofílico-lipofílico- para emulsiones de aceite en agua. Cuando se combinan, estos surfactantes crean una emulsión más estable.
En paralelo, los investigadores caracterizaron el efecto del aceite de peperina nanoencapsulado administrado por vía oral en lechones post-destete y demostraron que el mismo no alteró la morfofisiología de los órganos digestivos, disminuyó los niveles de malondialdehído en hígado, incrementó la proporción de células T CD4+/CD8+ productoras de IL-10 y moduló la microbiota intestinal, lo cual favorece el desarrollo de microorganismos beneficiosos.
Estos resultados alentaron al equipo para desarrollar una vacuna bivalente de administración oral basada en cepas de ETEC F4+/F18+ y este producto natural nanoencapsulado como adyuvante, y evaluar su capacidad de estimular la respuesta inmune de mucosa en lechones al destete.
Para llevar a cabo este proyecto, se utilizó aceite esencial de peperina cultivada a campo. El desarrollo del nanoadyuvante estuvo a cargo de la doctora Romina Bellingeri (del Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados, IITEMA-CONICET-UNRC). Para ello se sintetizaron nanoemulsiones por el método de emulsificación a alta energía utilizando el aceite esencial como fase oleosa y surfactantes. Las nanoemulsiones se caracterizaron físico-químicamente. Se diseñaron dos formulaciones vacunales con diferentes concentraciones de nanoemulsiones, utilizando cepas de ETEC F4/F18 cedidas por el investigador de INTA Marcos Juárez, doctor Fabrisio Alustiza.
Las cepas de ETEC utilizadas como inmunógenos se cultivaron en diferentes medios para favorecer la expresión de las fimbrias F4 y F18. Las cepas fueron posteriormente inactivadas y se combinaron con el nanoadyuvante.
La unión nanoadyuvante-ETEC se analizó por microscopía electrónica de barrido (SEM, técnica que utiliza un haz de electrones para escanear la superficie de una muestra, generando imágenes de alta resolución con una gran profundidad de campo) en colaboración con investigadores de la Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica (UNITEFA) Unidad Ejecutora de doble dependencia CONICET‑UNC.
Ensayo con lechones
Para el ensayo in vivo que se realizó en INTA Marcos Juárez, se utilizaron lechones (Large White x Landrace) destetados a los 28 días de edad. Los animales fueron divididos en grupos de seis lechones y se les administraron por vía oral las vacunas experimentales, mediante un esquema de inmunización previamente optimizado por el equipo de investigación.
Para evaluar la eficacia de las vacunas, dos semanas después de la última vacunación, los animales fueron desafiados con las cepas bacterianas salvajes.
Los primeros resultados de este estudio mostraron que una de lasformulaciones 1 mejoró el rendimiento productivo en comparación con los grupos control e inmunógenos solos. Se observó un aumento en el recuento de leucocitos en el grupo que recibió esa formulaciónen comparación con los grupos control y la segunda formulación .
La relación neutrófilos-linfocitos aumentó en todos los grupos vacunados, comparado con el grupo control, siendo más alta en el grupo que recibió solo los inmunógenos.
Los lechones que recibieron las formulaciones vacunales mostraron un aumento en el porcentaje de células T CD4+ en comparación con los grupos control e inmunógenos. El porcentaje de células T CD8+ no se modificó en ningún grupo. Parámetros serológicos como albúmina, glucosa, colesterol, GPT y GOT no mostraron alteraciones, y los triglicéridos mostraron una tendencia a disminuir.
Actualmente se están realizando ensayos para cuantificar inmunoglobulina A (IgA, anticuerpo clave en el sistema inmunitario del intestino)- en fluido intestinal y suero, la expresión de citoquinas pro y antiinflamatorias en segmentos de tejido intestinal, el análisis histopatológico y la determinación de peroxidación lipídica de diferentes órganos, y el análisis de la microbiota intestinal.
El equipo de trabajo
Además de su directora, doctora Laura Noelia Cariddi, participan de este proyecto los doctores Romina Bellingeri (del Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados, IITEMA-CONICET-UNRC); Ivana Montironi (Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud, INBIAS-CONICET-UNRC); y Fabrisio Alustiza, investigador de INTA Marcos Juárez; los becarios doctorales de CONICET médicas veterinarias Rocío Priotti y Agustina Pinotti, además de la licenciada en Biología Nadya Mura; y posdoctorales, los doctores Dardo Roma, María Eugenia Cecchini y Sofía Arsaute, a quienes se sumó recientemente la estudiante de Microbiología, Brenda Mercau.
DIRECCIÓN DE PRENSA Y DIFUSIÓN
UNIVERSIDAD NACIONAL DE RÍO CUARTO
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