Por Canuto  

Un equipo del MIT y del Departamento de Agricultura de Estados Unidos desarrolló microagujas de seda recubiertas con goma laca para administrar vacunas a peces pequeños bajo el agua. El método busca reducir algunas dificultades de la vacunación con agujas, aunque todavía requiere pruebas antes de llegar a las granjas a gran escala.
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  • El recubrimiento de goma laca protege las microagujas de seda de la humedad antes de que se adhieran a la piel del pez.
  • En pruebas con truchas arcoíris, el sistema permitió administrar vacunas a ejemplares de apenas 1 a 2 gramos.
  • Los investigadores aún deben desarrollar y validar la tecnología antes de su uso generalizado en granjas acuícolas.

Un equipo del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA) diseñó un sistema de microagujas que podría facilitar la vacunación de peces de granja. Sus pequeñas puntas de seda, protegidas con una capa de goma laca apta para uso alimentario, penetran superficialmente la piel del pez y pueden permanecer adheridas mientras el animal nada. La propuesta busca atender problemas de seguridad, esfuerzo y acceso que acompañan a los métodos actuales. El proyecto del MIT describe el desarrollo de materiales aptos para uso alimentario y microagujas impermeables para vacunar peces juveniles en entornos acuáticos.

El estudio describe pruebas de administración de distintos tipos de carga, incluidas vacunas bacterianas y de ADN. Los investigadores también evaluaron la aplicación en truchas arcoíris de apenas 1 a 2 gramos, una etapa en la que la vacunación tradicional con agujas puede resultar difícil. El trabajo constituye una prueba de concepto: sus autores señalan que todavía hace falta avanzar antes de llevar el dispositivo a operaciones acuícolas de gran escala.

Una alternativa a las agujas metálicas

La acuicultura aporta una proporción creciente de los alimentos acuáticos y puede ayudar a responder a la demanda mundial de proteínas, pero los brotes de enfermedades causan pérdidas importantes en las granjas. Una forma de reducir ese riesgo consiste en vacunar a los peces, aunque hacerlo no es tan sencillo como aplicar una inyección a un animal terrestre de mayor tamaño. En 2021, los animales acuáticos criados en granjas superaron por primera vez a los de captura silvestre en la producción mundial de alimentos por peso, según los antecedentes citados por los investigadores.

Los productores disponen de varios métodos, pero cada uno presenta limitaciones. Añadir tratamientos al alimento no garantiza que todos los peces los consuman, mientras que sumergirlos en agua tratada exige cantidades mayores del producto y tampoco asegura que cada animal reciba una dosis efectiva. Por eso, la inyección con agujas metálicas sigue siendo la opción más eficaz, aunque requiere una operación rápida y laboriosa.

En ese procedimiento, los trabajadores sedan a los peces, los sacan del agua y los colocan en una cinta transportadora para vacunarlos uno por uno antes de devolverlos al estanque. Meng Li, primera autora del estudio e investigadora posdoctoral del MIT, explicó que la velocidad de la tarea puede exponer al personal a pinchazos accidentales y elevar el riesgo de contaminación cruzada por enfermedades transmitidas por la sangre. La manipulación también genera estrés para los peces y aumenta los costos de mano de obra.

El equipo presenta sus microagujas como una posible vía para simplificar parte de ese proceso, no como una solución ya lista para reemplazarlo. Las puntas se diseñaron para atravesar ligeramente la piel húmeda y mantenerse en su sitio mientras el pez nada, con una estructura de un solo uso que después puede desprenderse o degradarse. Benedetto Marelli, profesor de Ingeniería Civil y Ambiental del MIT, dijo que la tecnología podría ofrecer a los productores una herramienta más precisa para cuidar la salud de los peces.

Seda protegida para funcionar bajo el agua

El diseño se apoya en una línea de investigación previa del laboratorio de Marelli, que desarrolló microagujas de seda para entregar nutrientes a plantas. La seda se considera segura para el consumo humano en aplicaciones como recubrimientos alimentarios y puede degradarse con el tiempo en el cuerpo o el ambiente. Sin embargo, al probar los primeros diseños en condiciones acuáticas, los investigadores encontraron que el material se ablandaba y se disolvía demasiado rápido.

Ese comportamiento impedía que las puntas perforaran la piel del pez y hacía que la carga se liberara antes de lo previsto. Para corregirlo, el equipo incorporó una película fina de goma laca, una resina secretada por insectos que también se utiliza en recubrimientos de alimentos y píldoras. La capa actúa como barrera frente a la humedad y ayuda a que la estructura conserve su forma antes de entrar en contacto con el pez.

La elección de los materiales tiene una importancia particular porque el dispositivo se aplica a animales destinados a la alimentación. Li señaló que el equipo buscó componentes seguros tanto para los peces como para las personas, incluso teniendo en cuenta que la microaguja podría desprenderse o degradarse después de la aplicación. Bajo la barrera protectora, el diseño incluye una punta hueca de fibroína de seda, preparada para penetrar superficialmente la piel y administrar la carga.

Las pruebas mostraron que el sistema puede alojar diferentes vacunas y que los investigadores pueden ajustar su comportamiento según la aplicación. Algunas versiones se diseñaron para liberar su contenido con mayor rapidez, mientras otras permiten una difusión más prolongada. Li mencionó intervalos posibles de unos 15 minutos o de 10 a 24 horas, aunque la duración adecuada depende del tratamiento y del uso previsto; el trabajo también contempla posibles aplicaciones terapéuticas más allá de las vacunas.

Pruebas en truchas y desafíos pendientes

El equipo evaluó el enfoque en truchas arcoíris y administró vacunas bajo el agua a peces de apenas 1 a 2 gramos. Ese tamaño resulta relevante porque la vacunación convencional con agujas no funciona bien en truchas hasta que alcanzan alrededor de 30 gramos, según Gregory Wiens, coautor del trabajo. La diferencia apunta a una posible forma de reducir el periodo en que los juveniles quedan sin protección, aunque no demuestra por sí sola una mejora en resultados sanitarios a escala comercial.

Los autores describieron dispositivos capaces de liberar bacterinas, es decir, vacunas basadas en bacterias, y vacunas de ADN. El acceso a una vacuna de ADN para trucha arcoíris fue facilitado por colaboradores del Servicio Geológico de Estados Unidos, de acuerdo con el relato del equipo. La investigación contó además con apoyo del Laboratorio Abdul Latif Jameel para Sistemas de Agua y Alimentos del MIT.

Otro aspecto evaluado fue la conservación de la carga durante el almacenamiento. Después de cuatro semanas en condiciones secas, las microagujas conservaron aproximadamente la mitad de la estructura de los plásmidos de ADN, según los investigadores. Marelli destacó que esta estabilidad podría ser útil para la distribución en zonas rurales, donde la acuicultura puede depender de una logística que dificulta mantener una cadena de frío, aunque el dato no equivale a una prueba de conservación indefinida ni de eficacia vacunal.

La tecnología todavía necesita desarrollo antes de que los productores puedan incorporarla de manera sencilla y segura a gran escala. Entre las cuestiones por resolver están su adaptación a las operaciones de las granjas y la validación de su funcionamiento fuera de las pruebas descritas en el artículo. El equipo considera que el trabajo ofrece una base para continuar investigando, con la meta de facilitar la vacunación temprana y reducir riesgos para trabajadores y peces sin presentar el dispositivo como una solución comercial ya disponible.


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