IL SISTEMA IMMUNITARIO DELLA SPIGOLA DICENTRARCHUS

Biol. Mar. Medit. (2006), 13 (2): 24-25
G. Scapigliati, M. Mazzini, F. Buonocore
Dipartimento di Scienze Ambientali, Università della Tuscia, Largo dell’Università - 01100 Viterbo, Italia.
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IL SISTEMA IMMUNITARIO
DELLA SPIGOLA DICENTRARCHUS LABRAX
THE IMMUNE SYSTEM OF SEA BASS DICENTRARCHUS LABRAX
Abstract – Much knowledge has accumulated in recent years on the immune system of Teleosts, posing
bony fish as the best known ectothermic animal model among Vertebrates. This knowledge may have important applications in fish farming, since to avoid the spreading if infectious pathologies and the use of antibiotics/drugs that may be detrimental for the environment and consumers requires a lot of scientific and
concerted efforts. This work summarizes the current knowledge on the immune system of sea bass.
Key-words: Dicentrarchus labrax, immune system, aquaculture, vaccination.
Introduzione - Un sistema immunitario efficiente è un prerequisito fondamentale
per il mantenimento della salute di una specie marina sia in ambiente selvatico che di
allevamento. Quando le condizioni ambientali lo permettono, il diffondersi di patologie
batteriche e virali può portare alla distruzione di interi stock ittici. E’ stato ampiamente
riportato che in acquacoltura i fenomeni di stress derivanti da parametri biotici e abiotici rendono le specie allevate più sensibili al diffondersi di patologie. La vaccinazione
e la selezione di pesci più resistenti ai patogeni ed allo stress sembrano al momento
le strategie migliori per avere il rapporto costo/beneficio più basso possibile sia per la
gestione dell’acquacoltura che della difesa dell’ambiente e del consumatore. Il nostro
gruppo di ricerca è da tempo impegnato nella ricerca e realizzazione di marcatori per
cellule e molecole immunomodulatorie di spigola e orata in modo da conoscere nel
maggior dettaglio possibile le reazioni immunitarie a livello cellulare e molecolare di
queste specie contro vibriosi, pasteurellosi e nodavirosi in modo da poter migliorare le
tecnologie di vaccinazione e di selezione genetica.
Materiali e metodi - Tramite isolamento di leucociti in gradiente di densità sono
stati allestiti saggi “in vitro” per determinare in risposta ad antigeni batterici e sintetici:
proliferazione, produzione di anticorpi, attivazione intracellulare. Tramite l’impiego di
anticorpi monoclonali specifici sono stati allestiti saggi immunoenzimatici e di immunofluorescenza per la determinazione delle risposte anticorpali e dei profili linfocitari.
Giovanili ed adulti di spigola sono stati vaccinati per iniezione, immersione, o per via
orale contro Vibrio anguillarum (Vian) e Photobacterium damselae (Phda), e da questi
esemplari sono state determinate le risposte anticorpali specifiche in varie condizioni,
incluso lo stress indotto sperimentalmente.
Tramite clonaggio per omologia, sono stati clonati per la spigola: immunoglobulina (Ig), IL-1β, COX-2, TcRα e TcRβ, Mx, MHCIIβ, CD8α. La IL-1β è stata espressa
come ricombinante in E. coli.
Risultati - Tramite analisi dei sieri per ELISA, è stato osservato che è possibile
indurre una risposta anticorpale specifica sia contro antigeni sintetici (As) come DNPKLH, che contro Vian e Phda. Per via intraperitoneale si ottengono forti risposte anticorpali contro As e Vian, ma non contro Phda; per immersione si ottengono risposte
anticorpali contro Vian e Phda, ma per Phda è necessario un richiamo. Per via orale
si ottengono risposte anticorpali contro Vian e Phda, ma solo se l’antigene è microincapsulato.
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Studi effettuati per valutare la funzionalità immunitaria in diverse condizioni
ambientali hanno mostrato che una super-saturazione di ossigeno aumenta la concentrazione di Ig totali sieriche, come pure le percentuali di linfociti isolati da diversi
organi linfoidi. Al contrario, aumentando la concentrazione di CO2 disciolta le percentuali di linfociti T e B diminuiscono significativamente, come pure i titoli anticorpali
sierici anti-Vian.
Tramite l’utilizzo di anticorpi monoclonali specifici per linfociti T e B della spigola
è stata per la prima volta in un teleosteo determinata la loro comparsa durante lo
sviluppo larvale, e chiarito il profilo linfocitario in organi e tessuti. Tale profilo può
risultare alterato in condizioni patologiche o di stress sperimentalmente indotto. Con
tali anticorpi è stato recentemente descritto per la prima volta il coinvolgimento di
linfociti T e B durante reazioni di alloriconoscimento “in vitro”. Tramite analisi della
produzione di Ig “in vitro” si è osservato che una vaccinazione per immersione contro
Vian e Phda induce memoria immunologica che nel caso di Vian può perdurare per
un anno dopo la vaccinazione. Tramite esperimenti di RT-PCR e qRT-PCR è stata
mostrata l’espressione dei geni sopra elencati in organi e tessuti della spigola in condizioni normali e dopo stimolazione con vari antigeni. I risultati hanno mostrato espressioni organo-specifiche ed antigene-specifiche nelle varie condizioni di stimolazione.
Nell’ambito di un progetto integrato europeo sono in corso stimolazioni “in vivo” e
vaccinazioni di spigole e orate con Phda e nodavirus in varie condizioni incluse quelle
di stress, e dagli esemplari di questa sperimentazione verrà estratto RNA che servirà
per costruire librerie EST di cDNA in modo da clonare per sottrazione geni indotti
specificatamente dai patogeni. Tali geni verranno impiegati per l’analisi genomica di
spigole e orate tramite metodica di microarray per verificare come le condizioni di
stress possano influenzare le risposte immunitarie.
Conclusioni - Il sistema immunitario della spigola è, al momento, quello maggiormente conosciuto fra i teleostei marini (Scapigliati et al., 2002). I marcatori per cellule
e molecole prodotti e disponibili hanno permesso di valutare importanti reazioni “in
vivo” ed “in vitro” in risposta a stimolazioni antigeniche, a vaccinazioni, a variazioni
nelle condizioni ambientali (Scapigliati et al., 2006). Si può quindi affermare che il
sistema immunitario della spigola può essere utilizzato per valutare le risposte immunitarie ed il benessere della specie sia in allevamento che per applicazioni ecotossicologiche.
Bibliografia
SCAPIGLIATI G., ROMANO N., BUONOCORE F., PICCHIETTI S., BALDASSINI M.R., PRUGNOLI D., GALICE A., MELONI S., SECOMBES C.J., MAZZINI M., ABELLI L. (2002) The immune system of sea bass Dicentrarchus labrax reared in aquaculture. Dev. Comp. Immunol.,
26: 151-160.
SCAPIGLIATI G., MAZZINI M., BUONOCORE F. (2006) - Biological activity of cytokines: an
evolutionary perspective. Curr. Pharmacol. Design, (in press).
Ministero Politiche Agricole: progetti 4C047, 5C176, 6C59. Unione Europea, 6FP progetto integrato 007103
IMAQUANIM.