2 DESCRIPCIÓN Preparado alimenticio para animales que protege, vehicula oralmente y mantiene la funcionalidad de moléculas de ADN con interés en producción y sanidad animal, así como el procedimiento para su obtención. 5 Sector de la técnica La presente invención se enmarca de manera general en el campo de la agricultura, concretamente en la producción animal y específicamente en el sector de la acuicultura. 10 Antecedentes de la invención Existen diversas vacunas comerciales autorizadas para su uso en peces, la gran mayoría frente a enfermedades bacterianas, y muy pocas frente a enfermedades víricas. En 15 situaciones reales de piscifactoría, los peces son inmunizados con el uso de vacunas mediante dos procedimientos habituales: la administración mediante inyección, bien intramuscular o intraperitoneal, o la administración por inmersión. En un plano todavía experimental, cabe mencionar otros procedimientos de los que se hablara más adelante, entre los cuáles la administración oral de vacunas es, a día de hoy, el más prometedor. 20 Cada método presenta sus ventajas e inconvenientes respecto a los niveles de protección, en función de sus efectos secundarios, y respecto a su aplicación práctica y rentabilidad (Gudding et al., Recent developments in fish vaccinology. Vet lmmunol lmmunop., 1999, volumen 72, páginas 203-212; De las Heras et al., lmmunogenic and 25 protective effects of an oral DNA vaccine against infectious pancreatic necrosis virus in fish. Fish Shellfish Immunol., 2010, volumen 28, páginas 562-570). En los últimos años las vacunas de ADNp están en pleno auge, principalmente debido a que, a diferencia de las vacunas convencionales (basadas en subunidades proteicas o en 30 microorganismos patógenos inactivados), son capaces de inducir respuestas inmunes muy efectivas tanto a nivel celular como humoral. Se basan en la expresión de los antígenos codificados por plásmidos recombinantes (ADNp) en células del animal inmunizado, siendo capaces de inducir una respuesta inmune de larga duración que disminuye enormemente la necesidad de reinmunizaciones (Tonheim et al., What 35 happens to the DNA vaccine in fish? A review of current knowledge. Fish Shellfish lmmunol., 2008, volumen 25, páginas 1-18). Además, y desde el punto de vista práctico, la vacuna de ADN es relativamente económica y fácil de producir. De hecho, existen diferentes preparados vacunales de 40 ADNp autorizados para su uso veterinario tanto en Estados Unidos como en Canadá. Como limitación importante de las mismas, hay que citar que también obligan a su administración mediante inyección, dado que la administración oral implica que el ADN ingerido es hidrolizado en el intestino hasta pequeños fragmentos como consecuencia del proceso digestivo, que implica fenómenos mecánicos, químicos (principalmente acidez 45 estomacal) y enzimáticos (actuación de nucleasas) en el tracto gastrointestinal. En estas circunstancias, ni los efectos inmunoestimulantes, ni de vehiculación de genes de interés en el ADNp son posibles, puesto que en particular el ADNp necesita llegar a las zonas de absorción intestinal con su secuencia completa, su estructura circular, e incluso, su estructura espacial tridimensional ("superenrollamiento") para conservar su capacidad de 50 expresión en tejidos. Por tanto, el ADN es una molécula muy vulnerable en el tubo digestivo, y de ahí el escaso éxito de su administración por vía oral como molécula desnuda.
3 Limitaciones de los métodos de administración de vacunas en acuicultura La administración de vacunas en animales acuáticos da lugar a problemas técnicos que no se presentan en los animales terrestres. Los peces pueden ser inmunizados de tres maneras, por inyección, por inmersión o por administración oral de la vacuna (Heppell y 5 Davis, Application of DNA vaccine technology to aquaculture. Adv Drug Del Rev., 2000, volumen 43, páginas 29-43; Adelmann et al., Development of an oral vaccine for immunisation of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) against viral haemorrhagic septicaemia. Vaccine, 2008, volumen 26, páginas 837-844). 10 La vacunación por inyección puede realizarse intramuscularmente (i.m.), aunque la vía intraperitoneal (i.p.), a pesar de provocar mayor estrés en los animales que la i.m., se ha demostrado como más efectiva para inmunizar a los peces. Antes de inyectar la vacuna, el pez debe ser anestesiado, y tras la punción se devuelve al agua. Este procedimiento no es operativo para ser aplicado a peces de menos de 5 gramos y, por tanto, no sirve 15 para inmunizar a los animales en estadios tempranos de desarrollo de los mismos, periodo que precisamente resulta del máximo interés para una prevención temprana frente a la aparición de enfermedades. En lotes de peces mayores de ese peso, la punción individual de cada animal no deja de ser un trabajo enormemente laborioso y de consecuencias estresantes para los animales. 20 Por otra parte, las vacunas inyectables suelen incluir adyuvantes para potenciar la respuesta inmunológica y prolongar el efecto de la misma, que en no pocas ocasiones provocan problemas relacionados con fenómenos inflamatorios tanto locales como sistémicos, capaces de provocar en último caso incluso considerable mortalidad. Otras 25 desventajas de esta vía están relacionadas con la reducción de la ingesta posterior a la vacunación, así como con la posibilidad de producir una punción inadvertida del intestino. Además, la utilización de agujas incrementa el riesgo de transmisión de agentes patógenos del agua a los animales y entre los propios peces (Vinitnantharat et al., Fish vaccines. Adv Vet Med., 1999, volumen 41, páginas 539-550). 30 Buena parte de los problemas mencionados asociados con la inyección intraperitoneal se solventan mediante la administración de las vacunas por inmersión. En este caso, los peces son rociados o sumergidos en una solución que contiene la vacuna concentrada, siendo, por tanto, fácil de aplicar y aunque no resulta tan efectiva como la inyección 35 parenteral en términos de la inmunidad que genera, su facilidad de manejo la hace el método de elección para peces de pequeño tamaño, con pesos vivos inferiores a los 5 gramos. Entre sus limitantes cabe citar que su uso está restringido a la acuicultura intensiva, dados los riesgos ambientales derivados de la liberación de los preparados vacunales al agua de cultivo y, por consiguiente, al medioambiente en el cual se 40 desarrolla la producción acuícola. Adicionalmente, se necesita una cantidad notable de la sustancia a administrar, algo que en ciertos casos, como las vacunas víricas. imposibilita su aplicación práctica. Por otra parte, no se tiene un control preciso de la vía de entrada de los antígenos vacunales, que habrá de producirse por absorción a través de la piel y/o de las branquias, de manera que cabe calificar este aspecto del control de la dosificación 45 como enormemente errático e impreciso. Y por último, en el mejor de los casos, la respuesta inmune es de menor magnitud y duración que cuando se utiliza la vía parenteral por inyección (Vinitnantharat et al., Fish vaccines. Adv Vet Med., 1999, volumen 41, páginas 539-550), motivo por el cual puede ser necesario revacunar con cierta frecuencia, algo que implica continuas manipulaciones de los peces. 50 Si nos circunscribimos al caso de las vacunas de ADNp, su administración mediante inmersión es una práctica impensable por su nula viabilidad, no sólo por el mencionado carácter errático del medio acuático, sino principalmente por la rápida degradación de la
4 molécula de ADNp en el propio medio acuático. Hasta la fecha, la aplicación de este tipo de vacunas se hace necesariamente mediante inyección intramuscular o intraperitoneal. En cualquier caso, y a pesar de las limitaciones mencionadas, a fecha de hoy la eficacia de la vacunación mediante inmersión supera de largo a la obtenida mediante la 5 vacunación por vía oral en peces. La razón estriba en la degradación de las vacunas orales que tiene lugar durante su tránsito por el tubo digestivo, merced a la existencia de barreras fisiológicas gastrointestinales, las más importantes de las cuáles son la acidez estomacal y las actividades enzimáticas digestivas tanto en el estómago como en el intestino. 10 Desde el punto de vista práctico en condiciones de piscifactoría, la posibilidad de administrar vacunas orales en peces es considerada como la vía ideal, debido a sus numerosas ventajas, entre las que cabe citar: i) es el único método que podría utilizarse en acuicultura extensiva, en la que el control individual de los animales no es posible, 15 pero si reciben alimentación artificial mediante piensos; ii) no produce estrés en los animales, puesto que exime a éstos de manipulaciones dolorosas o molestas; iii) posibilita la administración en masa en animales de cualquier tamaño sin necesidad de costes adicionales; iv) permite por el motivo anterior inmunizar en etapas muy tempranas. a condición de que los animales ingieran alimento inerte, y v) simula la vía natural de 20 entrada oral de multitud de agentes ictiopatógenos y el consiguiente mecanismo natural de reconocimiento y desencadenamiento de la respuesta inmune. Como principales desventajas podríamos citar que: i) se necesitaría administrar cantidades grandes de estas sustancias para obtener una respuesta adecuada; ii) sólo es aplicable en peces que ingieren alimentos inertes, y iii) en el estado actual de la tecnología, la respuesta obtenida 25 no es equivalente a la producida por inyección o inmersión (Horne y Ellis, en "Fish Vaccination", ed. A. E. Ellis. Academic Press, Londres, 1988, páginas 55-66). En cualquier caso, el problema último que dificulta su uso consiste en que las sustancias exógenas se degradan o inactivan en el tracto digestivo del pez, y que por lo tanto no 30 ejercen el efecto deseado (Ounn et al., Vaccines in aquaculture: the search for an efficient delivery system. Aquacult Eng., 1990, volumen 9, páginas 23-32). La encapsulación como vehículo oral de moléculas bioactivas 35 Entre las estrategias de vehiculación oral en peces, se han descrito distintos procedimientos de pulverización o adición por diversos sistemas de un amplio rango de soluciones acuosas y oleosas que contienen los plásmidos u otro tipo de preparados vacunales sobre los gránulos de pienso previamente elaborados. A pesar de existir numerosas patentes en este sentido, entre las limitaciones de las mismas cabe citar la 40 erraticidad de la dosificación, derivada de la falta de garantía de distribución uniforme sobre el pienso (normalmente son pequeños volúmenes de solución/emulsión vacuna! aplicados sobre considerables cantidades de pienso, procedimientos, además, cuya utilidad práctica está en entredicho, teniendo en cuenta que van a utilizarse en un medio tan difícil de controlar como el acuático asociado a las piscifactorías comerciales. Y sobre 45 todo, la falta de demostración de su efectividad mediante pruebas in vivo. La encapsulación ha ofrecido resultados más prometedores para la administración oral de moléculas bioactivas, células, fármacos y otras sustancias de interés (Chen et al., Genipin cross-linked polymeric alginate-chitosan microcapsules for oral delivery: in vitro 50 analysis lnt J Polymer Sci., 2009, article ID 617184, 16 pages, doi: 10.1155/2009/ 617184).
5 El principal requisito de dichas cápsulas es que estén constituidas por componentes biocompatibles, a ser posible, de grado alimentario, que originen cápsulas estables con una adecuada resistencia a las condiciones gastrointestinales, y que tengan cierta permeabilidad. La estructura de estas cápsulas está constituida por redes poliméricas tridimensionales de alto peso molecular y carácter hidrófilo, capaces de absorber grandes 5 cantidades de agua o fluidos biológicos. Estas redes son insolubles debido a la presencia de entrecruzamientos químicos o entrecruzamientos físicos, los cuales proveen a la red de una estructura definida y de integridad física. Actualmente, las cápsulas tienen numerosas aplicaciones en la industria médica y farmacológica, ya que asemejan los tejidos vivos naturales más que ninguna otra clase de materiales. Dentro de los polímeros 10 más usados en procedimientos de encapsulación, el alginato, un polisacárido aniónico aislado de algas pardas, cumple de forma satisfactoria con los requisitos mencionados anteriormente. El principal inconveniente es que forma estructuras poliméricas relativamente poco estables que pueden dar lugar a la desestabilización de las cápsulas (Wang et al., Preparation of uniform sized chitosan microspheres by membrane 15 emulsification technique and application as a carrier of protein drug. J Controlled Release, 2005, volumen 106, paginas 62-75). No obstante, para evitar este problema las cápsulas de alginato se pueden estabilizar con otros polímeros naturales catiónicos (Anal et al., Chitosan-alginate multilayer beads for 20 gastric passage and controlled intestinal release of protein. Drug Dev lnd Pharm., 2003, volumen 29, paginas 713-724). El más utilizado es el quitosano, que es un copolímero del tipo amino-polisacárido compuesto por D-glucosamina y N- acetil-D-glucosamina [poli(N-acetil-D-glucosamina)]. 25 que es obtenido por la desacetilación alcalina de la quitina, principal material estructural en los exoesqueletos de crustáceos y otros animales artrópodos. Se trata del único polisacárido catiónico natural y es conocido por su biocompatibilidad, biodegradabilidad, así como por su resistencia a las condiciones gástricas y su capacidad de adhesión a la mucosa intestinal, característica esta última que incrementa el tiempo de contacto de las 30 cápsulas con las mucosas y potencia la absorción de moléculas a través de las células epiteliales de la mucosa (Artursson et al., Effect of chitosan on the permeability of monolayers of intestinal epithelial cells (Caco-2). Pharm Res., 1994, volumen 11, páginas 1358-1361). 35 Además posee ciertas ventajas con respecto a otros polímeros cuando se utiliza como vehículo para administración oral de fármacos o sustancias sensibles al ambiente ácido del estómago (Li et al., Preparation of alginate coated chitosan microparticles for vaccine delivery. BMC Biotechnol., 2008, volumen 8, 11 páginas, doi: 10.1186/1472-6750-8-89). 40 Por todo lo anterior, si se quieren vehicular por vía oral moléculas de ADN lineal o de ADNp para aprovechar sus propiedades biológicas, resulta imprescindible desarrollar un preparado que cumpla con los siguientes requisitos: 1) que pueda administrarse de tal manera que se eviten tanto manejos estresantes de los 45 animales, como alteraciones de las operaciones rutinarias del personal, o cambios en la pauta y composición de la alimentación de los animales; es decir, que se pueda administrar como el pienso habitual, 2) que el ADN exógeno, y en particular el ADNp, mantenga la viabilidad y funcionalidad 50 dentro del pienso desde su elaboración hasta que sea administrado a los peces en el medio acuático,
6 3) que el preparado no se diluya o pierda propiedades durante el tiempo que transcurre entre que se añade al medio acuático y el animal lo ingiere, es decir, que se comporte como las propias partículas del pienso comercial habitual, 4) que durante su tránsito por el tubo digestivo, se asegure la llegada al intestino de un 5 número suficiente de ADN lineal o de ADNp para garantizar, por una parte, un efecto local, y por otra, una absorción intestinal efectiva, y 5) que dicha absorción resulte, en el caso de los genes contenidos en una construcción plasmídica, en una posterior expresión efectiva en los tejidos animales. 10 El pienso así preparado debe incluir, además de los ingredientes alimenticios habituales, unas partículas (nano, micro o macrocápsulas) elaboradas a partir de sustancias no tóxicas, de grado alimentario, de fácil disponibilidad en el mercado y de bajo coste. Los ingredientes más ampliamente autorizados para la elaboración de las cápsulas inertes 15 son el alginato y el quitosano. El alginato es un heteropolisacárido aniónico natural constituido por ácido D-manurónico y L-gulurónico y que en presencia de calcio puede producir geles. Los iones diva lentes, como el Ca2+, se unen preferentemente al polímero de ácido L-gulurónico. Como polímero para formar cápsulas, el alginato cálcico es muy apropiado debido a su simplicidad, ausencia de toxicidad, biocompatibilidad y bajo coste 20 (Sheu y Marshall, Microentrapment of lactobacilli in calcium alginate gels. J Food Sci., 1993, volumen 54, páginas 557-561). La solubilización de la matriz de alginato cálcico cuando los iones calcio son secuestrados es otra ventaja de este ingrediente. Esta propiedad lo hace especialmente 25 valioso para la administración oral, puesto que el pH alcalino del intestino solubiliza el polímero, y permite la liberación de su contenido. La segunda sustancia con interés para esta finalidad es el quitosano, un polímero natural catiónico, que puede utilizarse sólo o en combinación con el alginato, aumentando de esta forma su estabilidad (Anal et al., Chitosan-alginate multilayer beads for gastric passage and controlled intestinal release of 30 protein. Drug Dev Ind Pharm., 2003, volumen 29, paginas 713-724). El éxito de las combinaciones de alginato-quitosano para la vehiculación oral y protección de proteína exógena en peces ha sido demostrado recientemente (Sáez et al., Effect of alginate and chitosan encapsulation on the tate of BSA protein delivered orally to gilthead 35 sea bream (Sparus aurata). Anim Feed Sci Tech., 2015, volumen 210, páginas 114-124). A la vista de lo anterior, la solución más adecuada consistiría en la inclusión del ADNp dentro distintos formatos de encapsulación, que su vez, se incorporen dentro de la masa de los piensos que se administran habitualmente a los animales, desde los puntos de 40 vista del bienestar animal, así como de la comodidad de administración, y de la posibilidad de repetir la administración cuantas veces sea preciso. Han sido numerosos los intentos en este sentido, pero no se conoce ningún procedimiento que sea capaz de incorporar a la masa del pienso plásmidos de ADN 45 viables. La actuación de factores físicos como la temperatura y la presión durante los procedimientos de granulación y de extrusión acaban con la integridad del ADNp, y por este motivo, prácticamente todas las referencias consultadas incorporan la solución de ADNp sobre la superficie de los gránulos, una vez que éstos ya han sido elaborados. Algún estudio solventa estos problemas mediante la elaboración de pellets no 50 alimenticios, como por ejemplo, de polietilenglicol (Adelmann et al., Development of an oral vaccine for immunisation of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) against viral haemorrhagic septicaemia. Vaccine. 2008, volumen 26, páginas 837-844), que si bien pueden servir para condiciones de experimentación en laboratorio para administraciones
7 puntuales, sin embargo presentan otros problemas, en piscifactoría, como la falta de garantía de que los animales los ingieran debido a su falta de palatabilidad, dado que no tienen nada que ver con el alimento habitual, o de los más que probables efectos secundarios relacionados con su uso (Schultze et al., Concentration-dependent effects of polyethylene glycol 400 on gastrointestinal transit and drug absorption. Pharm Res. 2003, 5 volumen 20, páginas 1984-1988). En cualquier caso, la principal objeción a todos estos procedimientos consiste en la falta de evidencia tanto de la persistencia del ADNp, como de su efectividad in vivo. 10 Explicación de la invención Preparado alimenticio para animales que protege, vehicula oralmente y mantiene la funcionalidad de moléculas de ADN con interés en producción y sanidad animal, así como el procedimiento para su obtención. 15 La invención consiste en un preparado alimenticio destinado a animales de producción en general, y a peces en particular, que sirve de vehículo para la administración oral de moléculas de ADN lineal o de plásmidos de ADN (ADNp) con capacidad de expresión en células eucariotas, así como el procedimiento para su obtención. El preparado se 20 caracteriza por tener como características no excluyentes un formato de granulo cilíndrico o esférico, de morfología uniforme y tamaño modificable, de migaja, lamina, cinta entre otras, para adaptarse a las distintas etapas vitales de los animales de destino. Los gránulos pueden ser fruto bien de un proceso de granulación, o de extrusión, o de una combinación de ambos, y se caracterizan por contener dentro de su masa, además de los 25 componentes habituales en los piensos con fines alimenticios, unas nanopartículas de quitosano, o unas micro o macropartículas elaboradas con el mismo polímero sólo o en combinación con otros polímeros, principalmente alginato, así como otras moléculas con interés tecnológico, como las ciclodextrinas, gelatina, el ácido poliláctico-co-poliglicólico (PLGA), almidón, carragenatos, goma guar, etc., y a las que se les incorporan durante el 30 proceso de su elaboración diferentes cantidades de ADN lineal o circular, en particular, uno o varios vectores de expresión para eucariotas, consistentes en plásmidos de ADN que incluyen uno o varios genes que codifican para proteínas de interés en el ámbito de la producción y/o la sanidad animal, y cuya principal aplicación es con fines de inmunización, inmunoestimulación, o de ejercer efectos de tipo hormonal o de otra 35 naturaleza, mediados por factores proteicos. Dicho ADN permanece íntegro estructuralmente y plenamente funcional durante los procedimientos industriales mencionados para la elaboración de los gránulos del preparado, merced a la protección aportada por las nano, micro o macropartículas previamente elaboradas, y por las características del proceso de extrusión y granulación aplicado. Esta invención evita la 40 destrucción del ADN debida a la presión y a las elevadas temperaturas que implica el proceso de fabricación del pienso. El preparado así formado permite una dosificación precisa del ADN, en particular del ADNp, en comparación con otras formas de administración orales o por inmersión, es estable en el medio acuático, y mantiene plenamente funcional al ADN, al que protege durante su paso por el transito digestivo de 45 los animales, favoreciendo su posterior liberación intestinal y el subsecuente efecto fisiológico, bien en la luz intestinal, o tras su incorporación al medio interno del animal, permitiendo la expresión de los genes de interés en los tejidos animales durante al menos 60 días tras su ingestión. La administración del preparado es por vía oral, y dado que su formato es idéntico al alimento habitual de los animales, evita manejos estresantes de los 50 mismos, así como alteraciones de las operaciones rutinarias de las granjas, y de las piscifactorías en particular. Como resultado de todo lo anterior, el producto:
8 1) permite una dosificación oral precisa del ADN lineal o del ADNp en comparación con otras formas de administración orales o por inmersión, dado que este se distribuye homogéneamente en la masa del pienso, 2) evita el manejo estresante asociado con la aplicación mediante inyección 5 intramuscular o intraperitoneal, 3) es estable en el medio acuático por tiempo similar a los piensos comerciales para la acuicultura, 10 4) mantiene la estructura del ADN y la función del ADNp, previamente encapsulados, protegiéndolos tanto durante las etapas industriales de fabricación del producto, como durante su posterior tránsito por el tubo digestivo de los animales. 5) una vez que alcanza el intestino, permite la liberación del ADN, pudiendo ejercer su 15 acción fisiológica localmente, o ser absorbido a través de la mucosa intestinal, 6) el ADNp absorbido hacia el medio interno del animal migra y puede ser detectado en distintos tejidos, como hígado y músculo, 20 7) los genes que porta el ADNp incluido en el producto son expresados en los distintos tejidos animales durante al menos 60 días tras su ingestión. En el caso particular del uso de plásmidos vectores de expresión en eucariotas se ha demostrado como una estrategia muy efectiva especialmente para la vacunación de 25 peces por vía parenteral, dado que son capaces de desencadenar una potente respuesta inmune de tipo tanto humoral como celular. Pero la estructura y funcionalidad de la molécula de ADNp es muy sensible a las condiciones fisiológicas existentes en el tracto gastrointestinal de los animales, en particular a la acidez estomacal y a las enzimas nucleasas de las secreciones intestinales, de manera que su empleo directo por vía oral 30 carece totalmente de efectividad, y como consecuencia, la administración queda limitada a la vía parenteral mediante inyección, bien intramuscular o bien intraperitoneal. Sin duda es en peces donde esta administración oral es especialmente interesante, dado que la administración de preparados inyectables es relativamente sencilla en las especies 35 terrestres, y entra a formar parte de las rutinas de vacunación habituales en las explotaciones ganaderas. Por el contrario, en la acuicultura no resulta factible la inyección individual de las formas juveniles de peces, por las razones anteriormente expuestas, y esto motiva la necesidad de desarrollar formas de administración oral efectivas, fiables, y factibles en condiciones de piscifactoría. 40 Entre los mecanismos que están probablemente implicados en la supervivencia del ADNp en el preparado que se presenta cabe citar, además de la encapsulación, que la protección otorgada por los propios gránulos del pienso se debe a que los componentes alimenticios hacen de barrera para el ácido estomacal y para las enzimas digestivas tanto 45 gástricas como intestinales. Así, los componentes del pienso, ricos en proteína, poseen capacidad tamponadora por sí mismos, de manera que el pH estomacal ácido queda mitigado en buena medida por el alimento. De hecho, la capacidad acidificante del estómago de los peces acuicultivados depende claramente de que el estómago contenga o no alimento. Dicho de otro modo, para la supervivencia del ADNp exógeno en el tubo 50 digestivo es muy importante que la administración de los plásmidos se haga vehiculado en el propio alimento, y no mediante procedimientos que difieran en el tiempo de las pautas de alimentación. Por tanto, la presente invención, conteniendo al ADNp en
9 partículas de pienso, parece tener efecto protector del ADNp precisamente por la combinación de estos fenómenos. El pienso que se propone permite administrar por vía oral las cápsulas (nanocápsulas, microcápsulas o macrocápsulas) conteniendo ADNp, plásmidos que se mantienen viables 5 y protegidos dentro del pienso sin condiciones especiales de conservación distintas a las propias del pienso, en tanto que su composición, más allá de la adición del ADNp protegido en cápsulas inertes, es la de cualquier pienso para la acuicultura, y por tanto, diseñado para ser estable en el medio acuático. Por su formulación, también resulta atractivo para los animales, que lo ingieren de forma voluntaria, en las condiciones 10 habituales de explotación, sin necesidad de manejo estresante de ningún tipo. La invención es compatible con el manejo habitual a gran escala en todo tipo de piscifactorías, tanto en tanques como en jaulas a mar abierto. Así vehiculado, el ADNp queda protegido durante su tránsito por el tubo digestivo de los peces. 15 El preparado se formula en dos etapas: Etapa l. Elaboración de las nano, micro y macrocápsulas con ADNp. Etapa II. Elaboración de los piensos conteniendo las cápsulas con ADNp 20 Etapa l. Elaboración de las nano, micro y macrocápsulas con ADNp. En la primera de ellas, se mezclan los plásmidos de ADN previamente extraídos de acuerdo con el protocolo que se menciona en el apartado "Ejemplos de aplicación. 25 Ejemplo 1" con un volumen adecuado de la sustancia o sustancias que van a originar las cápsulas (que comprende como componentes principales quitosano y/o alginato, pero que puede incluir también, gelatina, ácido poliláctico-co-poliglicólico (PLGA), u otros componentes o mezclas de los mismos, de forma no excluyente) en proporciones variables (típicamente de 0,2 a 4% p/v para el alginato, y de 0,01 al 3% p/v para el 30 quitosano), así como una cantidad variable de otros componentes, como mono-, di-u oligosacáridos, como las ciclodextrinas (típicamente entre 0,05 y 3% p/v), o de otras sustancias de uso alimentario con finalidad espesante o emulgente (como por ejemplo, agar, almidón, carragenatos, goma guar, etc.). Las partículas que se elaboran a partir de estos ingredientes pueden diseñarse con un amplio rango de tamaños, y así, hablamos 35 de nanocápsulas (identificables con microscopía electrónica de barrido, y diámetros entre 10 y 1000 nm), de microcápsulas (con diámetros entre 1 µm y 1 mm), y de macrocápsulas (entre 1 y 10 mm). La elección del tamaño de cápsula dependerá del formato de las partículas de pienso en el que se incluirán posteriormente, pero todos de ellos permiten la introducción del ADNp en su interior, por su pequeño tamaño. 40 Las microcápsulas y macrocápsulas pueden elaborarse de manera sencilla obligando a pasar la mezcla anterior de polímeros y ADNp gota a gota a través de una aguja de diámetro variable en función del tamaño deseado, sobre una solución de CaCI2 (típicamente de 0,5 a 5% p/v) de tal modo que, cuando las gotas o microgotas caen en el 45 fluido en agitación continua, tiene lugar la gelificación de las mismas, formándose cápsulas esféricas y sólidas. El proceso puede automatizarse mediante el uso de un aparato encapsulador, que por medio de unas bombas peristálticas toma la solución a gelificar, conteniendo las nano o micropartículas con el plásmido en su interior, de un recipiente, y la obliga a pasar por unas boquillas de diferentes tamaños en función del 50 diámetro deseado, y las gotas o microgotas así formadas habrán de caer sobre la solución de CaCl2 antes mencionada para su gelificación. Por otra parte, las nanocápsulas se elaboran siguiendo el procedimiento descrito por Kumar et al., Potential use of chitosan nanoparticles for oral delivery of DNA vaccine in Asian sea bass (Lates
10 cacarifer) te protect from Vibrio (Listonella) anguillarum. Fish Shellfish Immunol., 2008, volumen 25, páginas 47-56) con algunas modificaciones, partiendo de volúmenes iguales (por ejemplo, 1 mL) de sulfato sódico al 0,5% y de quitosano al 0,5% (p/v), a los que se les añade la décima parte (por ejemplo, 200 µL) de una solución de plásmido pCMVβ de 0.2 mg de ADNp/mL. La mezcla se homogeniza en un vórtex en agitación intensa durante 5 30 segundos, y se deja reposar durante 30 min a temperatura ambiente. Pasado este tiempo, se agita nuevamente la suspensión del mismo modo descrito. Finalmente, las nanopartículas se recuperan por centrifugación durante 3 min a 12.000 g. Todos los formatos de partícula conteniendo ADNp descritos pueden utilizarse 10 directamente tras su obtención para elaborar el pienso, o bien pueden conservarse en refrigeración durante periodos más allá de dos semanas sin que exista merma en su funcionalidad. Sin embargo, su principal ventaja consiste en la posibilidad de liofilizar las cápsulas, obteniendo un polvo o un granulado fino capaz de mantener en su interior al ADNp totalmente viable por periodos ilimitados, que y que podrá reservarse hasta el 15 momento en que sea necesario adicionarlo a la masa a partir de la que se elaborarán los piensos. Etapa II. Elaboración de los piensos conteniendo las cápsulas con ADNp 20 La segunda etapa que culminara la obtención del pienso consistirá en la elaboración en sí de una mezcla de harinas finamente molidas con los ingredientes alimenticios habituales, junto con los aditivos autorizados y los complementos vitamínicos y minerales que precisa cada especie a la que se destina. Esta mezcla se someterá a continuación bien a un proceso de granulación, o bien a un proceso en dos fases, una de extrusión seguida 25 de otra de granulación. En cualquier caso, a la mezcla de ingredientes alimenticios se le añadirán las nanocápsulas o las micro/macrocápsulas que previamente contienen el ADNp de interés y que se habrán elaborado según el protocolo anteriormente descrito. En el caso de la granulación, el procedimiento se llevará a cabo sin necesidad de 30 precauciones especiales, dado que la temperatura a la salida de la matriz que determina el tamaño de los gránulos de pienso no es probable que se eleve por encima de los 90-95ºC, y teniendo en cuenta que la protección que aporta el proceso de encapsulación permite al ADN conservar su estructura, y en el caso del ADNp en particular, no perder su estructura superenrollada a esas temperaturas. De hecho, la imposibilidad de elevar la 35 temperatura es una de las limitaciones de la granulación a la hora de elaborar piensos para peces, que precisan unas características físico-químicas y una transformación de los ingredientes especiales a causa de su fisiología digestiva y de las características del medio acuático. Estos problemas se solventan en la industria de los piensos comerciales con el proceso de extrusión, mucho más agresivo en términos de efectos físicos sobre los 40 componentes. Por tanto, si se necesita que el pienso sea extrusionado, algo habitual en los piensos para la acuicultura, se ha de tener en cuenta que pueden alcanzarse temperaturas mucho más elevadas (hasta 120-140ºC). En este caso, es posible seguir incluyendo las nano o micro/macrocápsulas en la masa del pienso, pero habrán de incorporarse una vez terminado el proceso de extrusión, y a continuación, someter a la 45 mezcla a una etapa posterior de granulación. Para ello, es necesario que la mezcla de ingredientes acondicionada y obligada a transitar por el tornillo extrusor, antes de incorporar el ADN: a) no se haga pasar por la matriz ni por la cortadora al final del tornillo extrusor, evitando 50 as! que adquiera el formato final del gránulo, pellet o lámina, sino que se deje salir libremente para obtener una masa amorfa de ingredientes extrusionados,
11 b) para ello, se debe adicionar vapor de agua durante el paso por el tornillo en cantidad suficiente para que la masa de ingredientes mantenga a la salida del extrusor una elevada humedad (por encima del 50%), c) esta masa extrusionada se introducirá a continuación en una mezcladora que garantice 5 el amasado homogéneo, durante el cual se comprobará la temperatura de la masa, debiendo dejarse enfriar por debajo de unos 90-95ºC, pero evitando que la temperatura baje de unos 45-50ºC. Dentro de este rango de temperatura, se podrán añadir la suspensión de las cápsulas con plásmidos sin riesgo alguno de alteración del ADN, pero se mantendrá una fluidez suficiente para que la mezcla de las cápsulas con los 10 ingredientes del pienso sea homogénea, y así permita el posterior paso de la masa por la máquina granuladora con la necesaria fluidez. Para ello la humedad debería mantenerse por encima del 50%, añadiendo agua caliente a la temperatura deseada en caso necesario. 15 d) la mezcla descrita, previamente extrusionada y conteniendo ya el ADN encapsulado y homogéneamente distribuido, se someterá a continuación a un proceso de granulación igual al descrito anteriormente, como segunda etapa tras la extrusión de los componentes alimenticos. 20 El preparado final obtenido mediante este procedimiento permite vehicular oralmente el ADN exógeno, que continuará conservando su estructura y funcionalidad, algo que representa un especial interés para su uso en peces de acuicultura y presenta las siguientes ventajas respecto a su administración inyectada o por inmersión, así como frente a otros preparados propuestos para administración oral: 25 1) la doble protección aportada por la combinación de técnicas de encapsulación, junto con las condiciones de elaboración del pienso que se han utilizado, bien la granulación, o bien la extrusión/granulación, permiten la incorporación a la masa del pienso de moléculas de ADN, y en particular de ADNp, sin que éstas resulten destruidas o 30 inactivadas durante el proceso de fabricación, algo que si ocurre cuando el ADN se añade desnudo. 2) el pienso así formado garantiza la dosificación precisa del ADN a los animales que lo consumen, puesto que puede incorporarse a la masa del mismo y homogeneizarse 35 convenientemente cuanta cantidad de ADN sea necesaria durante la elaboración de la mezcla, distribuyéndose éste por toda la masa del gránulo de alimento, y no solamente como una capa externa añadida a posteriori sobre los gránulos del pienso, algo habitual en las invenciones con esta finalidad propuestas hasta ahora. 40 3) una vez fabricado, el pienso mantiene la viabilidad del ADN durante largos periodos de almacenamiento, puesto que esta molécula una vez encapsulada es estable en las condiciones de baja humedad de los piensos, por debajo del 10%. 4) los procedimientos de extrusión/granulación utilizados para la preparación de la 45 invención están ajustados específicamente para las necesidades de los peces acuicultivados, de manera que garantizan no solamente la persistencia del ADN en el interior de los gránulos de pienso en el medio acuático durante tiempo suficiente para que los peces puedan ingerirlo, sino también las propiedades de un pienso extrusionado comercial. 50 5) cuando los gránulos aquí descritos son lanzados al medio acuático no tienen lugar pérdidas por "enjuague" del ADN, a diferencia de lo que ocurre cuando éste es incorporado con posterioridad sobre la superficie de los gránulos del pienso, normalmente
12 como una película oleosa que se adhiere a los mismos. La invención propuesta solventa el grave problema de la incertidumbre sobre la cantidad de ADN que ingiere realmente el pez cuando éste se aplica como una capa de cobertura sobre el pienso. Dicha cantidad podrá calcularse multiplicando la ingesta diaria promedio de pienso por la concentración conocida de ADN por unidad de peso del pienso. 5 6) el pienso conteniendo las cápsulas cargadas con ADN, durante su tránsito por el tubo digestivo, es capaz de vehicular hasta los tramos posteriores del intestino dicho ADN, superando las barreras fisiológicas de los peces capaces de destruirlo si éste se administra desnudo. 10 7) el ADNp administrado oralmente protegido en el interior de los gránulos de pienso aquí descrito es absorbido en el intestino, y distribuido por los distintos tejidos de los peces, de manera que es posible detectar e identificar sus secuencias en tejido intestinal, hepático y muscular. 15 8) el ADNp protegido y vehiculado oralmente con el pienso que aquí se describe, y que posteriormente es absorbido a través del intestino y distribuido por los tejidos animales permanece viable y plenamente funcional tras este tránsito, y por ese motivo es posible detectar y cuantificar la actividad de los genes de interés insertados en los plásmidos en 20 los tejidos de los animales que los ingirieron al menos durante 60 días post-ingestión. La invención que se propone cumple el requisito de novedad, puesto que no ha sido difundida por descripción escrita u oral, ni ha sido utilizada más allá del ámbito experimental en el laboratorio, antes de solicitar la patente. 25 La actividad inventiva supone una aportación nueva sobre el estado de la técnica desde un doble punto de vista: 1. Las vacunas de ADN han mostrado su potencial en la inmunización no sólo a escala 30 experimental, sino también en algunos preparados comerciales. Representan una línea de investigación a medio plazo de enorme interés, si bien en el caso de los peces su limitante principal es la necesidad de administración inyectada. A pesar del interés por la administración por vía oral, no hay hasta la fecha ningún preparado capaz de lograr la vehiculación eficiente en un preparado alimenticio que permita su 35 utilización a escala comercial en condiciones reales de piscifactoría. 2. La inclusión en el vehículo polimérico cuyas características se han descrito en los apartados correspondientes resuelve el doble problema tecnológico que limita la utilización practica de los plásmidos de ADN por vía oral en piensos: i) la destrucción 40 de los mismos debida a las elevadas temperaturas y presiones que tienen lugar durante la fabricación de los piensos, y ii) la hidrólisis ácida y enzimática que sufren los plásmidos desnudos durante su tránsito por el tubo digestivo de los animales, que impide que llegue suficiente cantidad del mismo para su absorción intestinal. Estas debilidades impiden por completo la utilización de plásmidos de ADN por vía 45 oral a escala comercial si no se vehiculan y protegen con la invención que se propone. Entendemos que la invención que se propone es susceptible de explotación industrial, estimando que la relación coste/beneficio de su explotación es favorable por las 50 siguientes razones: 1. La inclusión de secuencias génicas que codifican proteínas de interés inmunológico, hormonal o de otro tipo en zonas específicas dentro de los plásmidos para garantizar
13 su posterior expresión en las células animales es un procedimiento relativamente sencillo, al alcance de cualquier laboratorio con un dominio básico de las técnicas de biología molecular. Por otra parte, la clonación y posterior multiplicación de estos plásmidos de interés dentro de bacterias es un procedimiento rutinario y barato, que permite obtener cantidades industriales del mismo. Desde este punto de vista, este 5 proceso se puede desarrollar a escala industrial sin especial dificultad. 2. La fabricación de las cápsulas no necesita de un aparataje excesivamente costoso, dado que existe disponible en el mercado una amplia variedad de maquinaria a precios razonables para todas las escalas industriales que se precisen. La razón 10 estriba en la multitud de aplicaciones, sobre todo farmacológicas, que utilizan diversas formas de encapsulación, y por eso la producción industrial de la invención que se propone es perfectamente factible, y de hecho es una realidad en muchos campos de investigación y el desarrollo de productos comerciales. 15 3. Las sustancias utilizadas en la fabricación de las cápsulas son ingredientes autorizados para uso alimentario, fácilmente accesibles y baratos. 4. Los rendimientos de encapsulación del ADN son excelentes (por encima del 95%), y el mantenimiento de su integridad dentro de las cápsulas es también muy elevado, 20 de tal manera que la práctica totalidad del ADNp obtenido tras la purificación puede acabar en las cápsulas, sin apenas pérdidas. 5. La facilidad para regular tanto el diámetro (desde nanocápsulas de fracciones de micrómetro, hasta macrocápsulas de varios milímetros) como el contenido de ADN 25 de las cápsulas hace al procedimiento enormemente versátil. Así, la fabricación puede adaptarse a necesidades específicas relacionadas con el tamaño y con la especie de pez que interese, pudiendo incorporarse a partículas de pienso de formatos muy diversos (tamaños desde 0,2 mm hasta varios cm), utilizando siempre la misma maquinaria, sin necesidad de líneas industriales paralelas o multiplicadas. 30 6. La posterior elaboración de los piensos en los que se incluirán las cápsulas con el ADN no requiere de una maquinaria diferente de la habitual en las fábricas de piensos, puesto que los formulados, al margen de incluir el ADN, pueden ser los habituales de los piensos comerciales, incluyendo como macroingredientes a 35 materias de origen animal y vegetal autorizadas para alimentación animal, en proporciones adecuadas para gara:1tizar el contenido en proteína y energía necesario para cada especie y etapa productiva, convenientemente molturados y tamizados, y sometidos a las elevadas presiones y temperaturas que garantizan una elevada digestibilidad, una inactivación de factores antinutritivos, así como una 40 adecuada persistencia en el medio acuático. Breve descripción de los dibujos Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una 45 mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de figuras en las que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: Figura 1. Detalle de los productos de PCR obtenidos que confirmaron la presencia del 50 plásmido pCMVβ en las colonias de E. coli DH5aα transformadas. Se indica el tamaño (pares de bases) de los fragmentos amplificados. M: marcador 1 kb (100 - 12.000 pb).
14 Figura 2. Separación electroforética en geles de agarosa al 0,8% del ADNp purificado a partir de los cultivos transformados de E. coli DH5α. Nótese en ambos casos la mayor migración electroforética de la banda correspondiente al plásmido en estado superenrollado. M, marcador 1 kb (100 - 2.000 pb). 5 Figura 3. Separación electroforética en geles de agarosa de los sobrenadantes y del ADNp contenido en las nanocápsulas tras su disgregación con bicarbonato sódico. No se detecta la presencia de ADNp fuera de las cápsulas (sobrenadante). La encapsulación mantuvo la forma funcional del ADNp (estado superenrollado). M, marcador 1 kb (100 -12.000 pb). 10 Figura 4. Separación electroforética en geles de agarosa del ADNp desnudo sometido a diferentes valores de pH (2, 4, 7 y 9) y a diferentes tiempos (0, 10, 20, 30, 45, 60, 90 minutos) en un sistema in vitro. 1 Kb: marcador de tamaños moleculares (100 - 12.000 pb). 15 Figura 5. Separación electroforética en geles de agarosa del ADNp encapsulado en alginato cálcico y sometido a diferentes valores de pH (2, 4, 7 y 9) y a diferentes tiempos (0, 10, 20, 30, 45, 60, 90 minutos) en un sistema in vitro. 20 Figura 6. Separación electroforética en geles de agarosa del ADNp encapsulado en nanoesferas de quitosano sometido a diferentes valores de pH (2, 4, 7 y 9) y a diferentes tiempos (0, 10, 20, 30, 60, 90 minutos) en un sistema in vitro. Figura 7. (1): Gránulos de pienso con nanocápsulas de ADNp incorporadas en la masa 25 antes de la granulación (lote A) y con las mismas nanocápsulas incorporadas en su superficie tras inmersión (lote B) observados bajo luz natural, sin que se aprecie diferencia alguna. (2): Los mismos gránulos de (1) observados con luz ultravioleta (A 312 nm). Obsérvese la emisión de fluorescencia procedente del ADN encapsulado teñido con SYBR Green ® en toda la masa de los gránulos A, pero únicamente en superficie en los 30 gránulos B. (3): Láminas procedentes de la sección transversal de los gránulos anteriores observadas bajo luz ultravioleta (λ 312 nm). Obsérvese la emisión de fluorescencia procedente del ADN encapsulado teñido con SYBR Green® en la lámina procedente del gránulo A. pero únicamente en la superficie exterior de la lámina procedente del gránulo B. 35 Figura 8. Separación electroforética en geles de agarosa de los productos de PCR obtenidos a partir de los extractos de tejidos (músculo, intestino e hígado) de los peces control (sin administración de ADNp) para la pareja de cebadores especificados tras 7, 15, 30 y 60 días post-administración. 40 Figura 9. Separación electroforética en geles de agarosa de los productos de PCR obtenidos a partir de los extractos de tejidos (músculo, intestino e hígado) de los peces a los que se les administró pienso con nanocápsulas de ADNp para la pareja de cebadores especificados tras 7, 15, 30 y 60 días post-administración. 45 Figura 10. Separación electroforética en geles de agarosa de los productos de PCR obtenidos a partir de los extractos de tejidos (músculo, intestino e hígado) de los peces a los que se les administró el ADNp desnudo mediante inyección intramuscular para la pareja de cebadores especificados tras 7, 15, 30 y 60 días post-administración. 50 Figura 11. Actividad 13-galactosídasa (UA/mL) medida en los extractos de músculo, hígado e intestino de dorada a lo largo de 60 días. (A) administración del preparado oral (PIENSO) conteniendo el plásmido pCMVβ. (B) administración del mismo plásmido
15 mediante inyección intramuscular (IM). No se detectó actividad β-galactosidasa en ninguno de los controles". Realización preferente de la invención 5 La realización de la invención se describe con más detalle mediante los ejemplos que se acompañan a continuación. Los ejemplos de realización preferida están orientados exclusivamente a proporcionar una descripción más completa de las realizaciones de la invención seleccionadas y no deberían ser consideradas como limitantes del alcance de la misma. 10 Cuando se describe la realización preferida de la presente invención, las especificaciones indicadas pueden describirla como una secuencia de pasos a seguir en un orden muy concreto. Sin embargo, considerando que la obtención del preparado no está limitado al orden particular de los pasos a seguir establecidos en este documento, su obtención 15 debería de no limitarse a la secuencia particular que se describe. Es evidente que cualquier experto en la técnica apreciaría que es posible obtener un producto similar variando la secuencia de pasos, y por ello, el orden particular de los pasos a seguir descritos en la realización preferida de la invención no debe de interpretarse como una limitación de las reivindicaciones. Por lo tanto, la secuencia de pasos a seguir para la 20 realización de la invención puede ser variada en el orden, pero aún así seguiría estando dentro del alcance de la presente invención. Ejemplo 1: Protocolo de multiplicación de plásmidos y procedimiento para su encapsulación 25 El trabajo experimental se ha realizado con una construcción plasmídica que ha sido diseñada para expresar genes testigo en células de organismos eucariotas. Se ha utilizado el vector de expresión pCMVβ (nº de acceso en GenBank: U02451). Esta construcción plasmídica es comercializada por Clontech Laboratories lnc (Ciontech. 30 2013a), y es una versión modificada del plásmido precedente pCMV (MacGregor y Caskey, Construction of plasmids that express E. coli β-galactosidase in mammalian cells. Nucleic Acids Res., 1989, volumen 17, páginas 2365-2365). El plásmido contiene el promotor del citomegalovirus humano (CMV), la señal de 35 poliadenilación del virus SV40 de simios, un gen de resistencia a la ampicilina como marcador para la selección de las colonias transformadas con el plásmido, y un gen testigo lac-Z que se expresa utilizando la maquinaria molecular de las células de eucariotas y que codifica para la enzima β-galactosidasa. 40 1. Transformación de E. coli DH5α con el plásmido modelo El plásmido se utilizó para transformar por separado a la bacteria E. coli DH5α, seleccionándose sólo las colonias transformadas mediante un medio de cultivo LB (Luria Bertani) que incluía ampicilina. A partir de una de las colonias transformadas se obtuvo 45 un cultivo bacteriano en masa del que se purificó el ADN plasmídico utilizando el kit comercial Qiagen Plamid Maxi (Sigma-Aldrich, Madrid, España), según las instrucciones propuestas por el fabricante. Una vez purificado se analizó la calidad e integridad del ADNp mediante la realización de electroforesis en gel de agarosa al 1%, comprobándose que la proporción de ADN en estado circular superenrollado (migración mayor en el gel) 50 fuese más alta que la del resto de especies plasmídicas (circular o abierto, menor movilidad en el gel). La identificación de los ADNp en las bacterias transformadas y en los ADNp purificados se confirmó por PCR convencional. A continuación se describe con más detalle el procedimiento seguido en cada una de estas etapas.
16 Para la obtención de células competentes fue necesario preparar 6 mL de cultivo de Escherichia coli (E. coli DH5a) en un tubo inclinado con medio LB, que se mantuvo en agitación a 37ºC durante 24 h. Transcurrido este tiempo, se inocularon 2 mL del cultivo en 50 mL de medio LB con MgSO4 10 mM (45 mL de medio LB y 5 mL MgSO4), y se mantuvo el conjunto en agitación suave a 37ºC hasta que se alcanzó una densidad óptica 5 (λ 600 nm) de 0,5, utilizando como blanco el propio medio de cultivo. El cultivo inicial se repartió a razón de 10 mL en tubos Falcon estériles de 15 mL que se mantuvieron en baño de hielo durante 10-15 min. Posteriormente, éstos se centrifugaron a 2.000 rpm y 4ºC durante 10 min, descartándose el sobrenadante. Seguidamente se resuspendió el pellet celular en 3,2 mL de reactivo RF1 (6 g RbCI, 4,95 g MnCl2*4H2O, 1,47 g CH3CO2K, 10 0,75 g CaCl2*2H2O y 59,5 mL de glicerol en agua destilada hasta 500 mL), y se ajustó el conjunto con acido acético 0,2 M hasta pH 5,8. A continuación se incubó la suspensión celular durante 15 min en baño de hielo. Posteriormente se centrifugó en las mismas condiciones anteriores, y se resuspendió el precipitado en 2 mL reactivo RF2 (mezcla 2 mL MOPS 0,5 M (ácido 3-(n-morfolino)-propanosulfónico- ácido 4-15 morfolinopropanosulfónico), 0,12 g RbCI, 1,1 g CaCI2*H2O, 11,9 mL glicerol y 100 mL de agua destilada, que se ajustó con NaOH hasta alcanzar un pH de 6.8). La suspensión celular se enfrió en hielo durante 15 min. Los reactivos RF1 y RF2 fueron esterilizados por filtración (0,45 µm, Millipore, Madrid, España). Finalmente la suspensión de bacterias competentes fue distribuida en alícuotas de 100-200 µL, manteniendo las condiciones de 20 frío, y éstas fueron almacenadas a -80ºC hasta su uso. La transformación de las células de E. coli competentes con los plásmidos se realizó en baño de hielo. Para ello se suspendieron 50 µL de la muestra de plásmido en 50 µL de tampón TE estéril (Tris-HCI 1M, EDTA 0,5 M a pH 8), y se mantuvo la mezcla en baño de 25 hielo. Seguidamente se añadieron 100 µL de la suspensión de células competentes previamente descongeladas. La mezcla se sometió a choque térmico manteniéndola 15 min en hielo, seguido de 3 min a 37ºC y, finalmente de otros 5 min en hielo. A continuación se añadieron a la mezcla 900 µL de LB, agitándose suavemente durante 1 30 hora a 37ºC. Pasado este tiempo, se realizó una siembra de las células de E. coli DH5α en medio LB sólido con ampicilina para seleccionar las bacterias transformadas con el plásmido. A las 24 horas se seleccionaron 12 colonias resistentes de cada uno de los cultivos de células transformadas con cada ADNp. 35 2. Confirmación de colonias transformadas mediante PCR Las 12 colonias seleccionadas para cada plásmido fueron resembradas en placa de petri con medio LB suplementado con antibiótico dividiendo la placa en 12 cuadrículas iguales. La placa se incubó durante 24 h a 37ºC para permitir el crecimiento de las bacterias. A 40 partir de la colonia de cada cuadrícula se tomó una muestra con una punta de pipeta de 1 µL estéril, y se introdujo ésta en un tubo de PCR junto a 10 µL de agua ultrapura. Las muestras de ADN fueron amplificadas mediante PCR (Eppendorf Ibérica, Madrid, España) siguiendo el protocolo estándar utilizado en el laboratorio. Las condiciones de 45 los ciclos de PCR incluyeron una etapa de activación de 5 min, seguido de 36 ciclos de 1 min a 95ºC, seguidos de 2 min 50ºC y de 1 min a 72ºC, con un paso de extensión final a 72ºC durante 10 min. El proceso de amplificación de finalizó a 4ºC. Para confirmar la presencia del plásmido pCMVβ (número de acceso en GenBank: 50 U02451) en la colonias seleccionadas se utilizaron tres parejas de cebadores que amplifican mediante PCR tres regiones específicas del mismo de distinta longitud, cuyas secuencias se indican en el apartado SEQUENCE LISTING, y cuya denominación ha sido la siguiente:
17 Pareja 1, formada por el cebador F3237, cebador sentido, con el número SEQ ID NO 1 en el listado de secuencias adjunto, y por el cebador R3918, cebador antisentido, con el número SEQ ID NO 2 en el listado de secuencias. Esta pareja genera un producto de PCR de 682 pares de bases. 5 Pareja 2, formada por el cebador F5714, cebador sentido, con el número SEQ ID NO 3 en el listado de secuencias, y por el cebador R6959, cebador antisentido, con el número SEQ ID NO 4 en el listado de secuencias. Esta pareja genera un producto de PCR de 1346 pares de bases. 10 Pareja 3, formada por el cebador F729, cebador sentido, con el número SEQ ID NO 5 en el listado de secuencias, y por el cebador R2089, cebador antisentido, con el número SEQ ID NO 6 en el listado de secuencias. Esta pareja genera un producto de PCR de 1361 pares de bases. 15 La reacción PCR se realizó en tres lotes de 12 tubos para cada pareja de cebadores, correspondiendo cada uno de ellos a una de las colonias de bacterias seleccionadas después de la transformación con los ADNp. En el tubo se añadió 1 µL de la suspensión bacteriana (muestra de la colonia bacteriana suspendida y agua ultrapura) y 14 µL del premix para PCR. La concentración final para todos los componentes de la PCR en el 20 volumen de reacción (25 µL) fue de 10 nmol de cada dNTPs, 4 nmol de cada primer especifico del plásmido, 20 ng/µL de extracto de ADN genómico, 0,5 unidades de Taq polimerasa Amplitaq Go Taq (GoTaqFiexi DNA polymerase, PROMEGA) y 5 µL de tampón Taq pH 8,5 (5X Green GoTaqFiexi Buffer, Biomol, Madrid, España) y 2 mM de MgCl2. 25 Los productos de PCR fueron separados en geles de agarosa al 1% [2 g de agarosa en 200 mL de tampón TBE (1X) y 5 µL de SYBR GREEN (Biomol., Madrid, España)], y visualizados en un transiluminador ETXF (Vilber-Lourmat, Madrid, España) utilizando un filtro que proporciona una longitud de onda de 312 nm. En general, se aplicaron 7 µL de 30 los productos de PCR por pocillo. 3. Cultivo en masa de E. coli y purificación de ADN plasmídico El medio de cultivo líquido utilizado para el cultivo en masa de las colonias de E. coli 35 transformadas fue 10 g/L de triptona, 5 g/L de extracto de levadura y 5 g/L de NaCI (pH 7 ,2). Este medio se esterilizó a 121ºC durante 20 m in. El primer día se introdujeron en un matraz 5 mL de medio de cultivo LB (estéril), 50 µL de la suspensión de E. coli (en la que previamente se confirmó la presencia del ADNp 40 mediante PCR) y 5 µL de ampicilina (0,1 g/mL). El cultivo se mantuvo en agitación durante 24 h a 37ºC. En el segundo día, se tomaron 5 mL del medio del cultivo del día anterior, y se pasaron a 45 ml de medio cultivo LB (estéril) con 45 µL de ampicilina. El conjunto se mantuvo en agitación constante durante 24 h a 37ºC. Al tercer día, se escaló el cultivo a un matraz Erlenmeyer de 1 L, incorporando los 50 ml de medio de cultivo con 45 las bacterias activadas, en 750 ml de LB (estéril) con 750 µL de ampicilina. Tras mantener el cultivo en agitación durante 24-48 h a 37ºC, éste se centrifugó a 6.000 rpm durante 10 min en frascos de 250 mL, eliminándose el sobrenadante, y recuperándose el pellet celular que fue congelado a 80ºC hasta su uso. El cultivo se continuó hasta obtener una biomasa bacteriana fresca de aproximadamente unos 15-18 g, cantidad 50 recomendada para la posterior purificación de ADNp. La purificación del plásmido se realizó a partir de la biomasa bacteriana utilizando el Kit Gigaprep Gen Elute HP SelectPiasmid (Sigma-Aldrich, Madrid, España) siguiendo las
18 instrucciones del fabricante. Así se partió de unos 15-18 g de biomasa bacteriana y se obtuvieron 50 ml de una solución acuosa que contenía el ADN plasmídico. Finalmente, la solución se repartió en alícuotas de 5 ml, y una vez congeladas a -80ºC fueron liofilizadas. 5 4. Cuantificación e integridad del ADN plasmídico Cada alícuota de material liofilizado fue resuspendido en 1 ml de agua ultrapura para proceder a la cuantificación del ADNp mediante el kit comercial DNA Quantitation Kit FluorescenceAssay (Sigma-Aldrich, Madrid, España). Se preparó una curva patrón 10 utilizando una solución estándar de ADN comercial (Sigma-Aldrich) en el rango de 3 a 1.000 µg/mL preparada en tampón Tris-HCL 10 mM, EDTA 1 mM a pH 7,4. En los pocillos de una placa de 96 celdillas para lecturas de fluorimetría se aplicaron 200 µL de una solución de bis-benzamidina (2 µg/ml) preparada en tampón de fluorescencia (tampón Tris-HCI 100mM, EDTA 10 mM, NaCI 2M a pH 7,4) y 2 µL de las 15 correspondientes diluciones seriadas del stock de ADN comercial. Las lecturas se realizaron en un fluorímetro (Fluoroskanascent, Thermo, Madrid, España) utilizando como longitudes de onda de excitación y emisión 355 y 460 nm, respectivamente. A partir de los valores obtenidos se estableció la ecuación lineal que relaciona los valores de unidades de fluorescencia relativa con la concentración de ADN en las muestras 20 problema. Por otra parte, además de la confirmación y de la cuantificación, también la integridad del ADN purificado se evaluó mediante la separación electroforética en gel de agarosa al 1%. La proporción de ADNp en estado superenrollado (conservando su funcionalidad, es 25 decir, su capacidad de transferir y expresar su información en células eucariotas), frente al plásmido abierto o lineal (inactivos), se evaluó basándose en sus diferencias de migración electroforética en geles de agarosa, de acuerdo con lo descrito en Tian et al. (Chitosan microspheres as candidate plasmid vaccine carrier for oral immunisation of Japanese flounder (Paralichthys olivaceus). Int Imunopharm., 2008, volumen 8, páginas 30 900-908). 5. Métodos de encapsulación del ADN plasmídico Se utilizaron dos procedimientos de encapsulación para obtener partículas con tamaños 35 diferentes; nanopartículas y micro y macrocápsulas. 5.1. Encapsulación de ADNp en micro y macrocápsulas Para la formación de las micro y macrocápsulas, se introdujeron en tubos Falcon estériles 40 de 15 ml: 2 ml de H2O estéril, 3 ml de alginato sódico al 3% (previamente calentado a 40ºC para reducir su viscosidad) y 500 µL de la solución acuosa con el plásmido pCMVβ (450 mg ADN). A continuación, se homogenizó bien la mezcla y se mantuvo en un baño a 40ºC hasta su uso. Esta solución se hizo pasar por un equipo encapsulador STARTUP (Encapbiosystem INC, Suiza), acoplado a una serie de boquillas las cuales permiten la 45 extrusión de la solución gelificante a través de un orificio con un diámetro de 200 µm - 5 mm. Las gotas formadas se dispensaron en una solución gelificadora (CaCl2 al 3% disuelto en H2O destilada), en la cual se mantuvieron durante 30 min en agitación (220 rpm) con el fin de completar el proceso de gelificación. 50 La elaboración de cápsulas con cubierta de quitosano se realizó como se ha descrito anteriormente, salvo que en este caso la solución gelificadora contenía, además del cloruro cálcico, 1 mL de quitosano (Sigma-Aldrich, Madrid, España) al 1%.
19 5.2. Encapsulación de ADNp en nanopartículas El método se basa en la formación de nanocomplejos entre las moléculas de ADN y el quitosano debido a atracciones electrostáticas causadas por las diferencias de cargas entre ambas moléculas. Se elaboraron siguiendo el procedimiento descrito por Kumar et 5 al., Potential use of chitosan nanoparticles for oral delivery of DNA vaccine in Asían sea bass (Lates cacarifer) to protect from Vibrio (Listonella) anguillarum. Fish Shellfish Immunol., 2008, volumen 25, páginas 47-56) con algunas modificaciones, partiendo de 500 µL de sulfato sódico al 0,5% más 500 µL de quitosano al 0,5% (p/v) y 100 µL de la solución de plásmido pCMVβ conteniendo 0,2 g ADNp/mL. La mezcla se homogenizó en 10 un vórtex en agitación intensa durante 30 segundos, y se dejó reposar durante 30 min a temperatura ambiente. Pasado este tiempo, se agitó nuevamente la suspensión en el vórtex. Finalmente, las nanopartículas se recuperaron por centrifugación durante 3 min a 12.000 g. 15 Una muestra de las nanopartículas fue metalizada y visualizada mediante microscopía electrónica de transmisión (SEM; Hitachi SV-3500N, Hitachi High-Tech, Japón) en el servicio de Microscopía Electrónica de los Servicios Centrales de Investigación de la UAL. 20 Resultados 1. Cuantificación e integridad del ADNp. Inicialmente, se confirmó la presencia del plásmido pCMVβ en una de las colonias de E. 25 coli DH5α mediante la aparición de los fragmentos amplificados utilizando las parejas de cebadores, especificadas anteriormente, en los productos de PCR (Fig. 1). La concentración de ADNp purificado se estimó realizando lecturas en el fluorímetro tras resuspender un vial liofilizado en 1 mL de agua purificada. A partir de la curva patrón realizada con ADN comercial se estimó la concentración de ADNp en los viales, 30 situándose ésta entre 0,8-0,9 mg ADNp/vial. La integridad estructural del plásmido, determinada por la presencia de su forma superenrol1ada fue confirmada electroforéticamente (Fig. 2). 2. Encapsulación de las secuencias de ADN plasmídico 35 Los dos procedimientos de encapsulación permitieron obtener partículas capaces de retener eficientemente el ADNp (Fig. 3). El rendimiento de encapsulación fue muy alto (superior al 98%), y no se detectó ADNp en los medios líquidos en los que se prepararon ambos tipos de cápsulas (sobrenadantes). En particular, las nanocápsulas se mostraron 40 muy estables, y sólo pudo recuperarse el ADNp de su interior cuando éstas fueron disgregadas con NaHCO3. Además se comprobó que el proceso de encapsulación no redujo la proporción de ADNp en estado superenrollado. Ejemplo 2: Evaluación de la estabilidad de las cápsulas y de los plásmidos de ADN 45 en condiciones de hidrólisis gastrointestinal in vitro 1. Análisis de la estabilidad del ADNp desnudo frente al encapsulado a distintos valores de pH 50 La estabilidad del ADNp se analizó a pH ácido (2 y 4), neutro (7) y alcalino (9), con objeto de abarcar todo el rango de posibles valores de pH que los plásmidos podrían encontrar durante su tránsito por el tubo digestivo de peces con estómago.
20 En el caso de las microcápsulas se utilizaron vasos de precipitados en los que se dispensaron 2,5 mL de tampón (glicina-HCI 0,1 M para pH 2 y 4; y Tris-HCI para pH 7 y 9). Se utilizaron en el estudio una muestra de ADNp desnudo, otra de material encapsulado en alginato cálcico y, una tercera de ADNp encapsulado en alginato cálcico y con cubierta de quitosano. En el caso del ADNp desnudo se adicionaron 180 µL de la 5 solución del plásmido pCMVβ en cada vaso de precipitados, mientras que en el caso del material encapsulado, se sumergieron 50 cápsulas en cada una de las soluciones tamponadas a cada uno de los valores de pH ensayados, manteniéndose en agitación continua. A diferentes tiempos (0, 10, 20, 30, 45, 60, 90 min) se tomó una muestra 50 µL de la solución que contenía el ADNp desnudo, o, en su caso, tres cápsulas que se 10 dispusieron en tubos eppendorf. Las cápsulas fueron disgregadas con 300 µL citrato sódico (0,1 M) y con la ayuda de un pistilo. La estabilidad del ADNp se analizó visualizando las muestras tras su separación electroforética en geles de agarosa. En el caso de las nanopartículas, el método fue similar al descrito para la obtención de 15 cápsulas. En breve, la suspensión de nanopartículas se repartió en 12 tubos eppendorf a razón de 150 µL/tubo, y éstos fueron centrifugados durante 3 min a 12.000 g. A continuación se retiró el sobrenadante, y se dispensaron 150 µL de las distintas soluciones amortiguadoras ajustadas a valores de pH 2, 4, 7 y 9, siendo el conjunto agitado inicialmente con un vórtex, y mantenido posteriormente en agitación continua 20 durante 90 min. A distintos tiempos de incubación (0, 10, 20, 30, 60 y 90 min) se tomaron muestras de cada tubo. Las muestras fueron centrifugadas y se retiró el sobrenadante. Al precipitado se le adicionaron 150 µL de bicarbonato sódico 0,4 M, y se disgregaron las partículas con la ayuda de un pistilo. Las muestras se mantuvieron durante 24 horas a 4ºC para completar el proceso de disgregación. Finalmente, se visualizó la integridad del 25 ADNp en electroforesis en gel de agarosa. 2. Análisis de la integridad del ADNp mediante electroforesis. La integridad del ADNp se comprobó mediante electroforesis en gel de agarosa al 0,8%. 30 Este porcentaje de agarosa permite una visualización de las distintas especies que conforman el ADNp (superenrollado, circular o lineal), sobre todo en las muestras de ADN encapsulado. En breve, se prepararon 0,4 g de agarosa en 50 mL de TBE mas 1,6 µL de SYBR GREEN® (sustancia fluorescente que se une específicamente a la molécula de AON). En el primer pocillo se introdujo un marcador (3 µL de agua milliQ y 5 µL del 35 marcador 1 kb), y en el resto de pocillos se aplicaron 5 µL de muestra. Todas las muestras fueron mezcladas con 2 µL de tampón de carga antes de ser aplicadas al gel de agarosa. Las electroforesis se desarrollaron a voltaje continuo de 90 V por el gel durante 45 min en una cubeta Labolan Max (Labolan, Madrid, España). La visualización de los geles se llevó a cabo en un transiluminador ETXF (Vilber-Lourmat, Madrid, España) 40 utilizando un filtro de una longitud de onda de 312 nm. Resultados 1. Análisis de la estabilidad del ADNp desnudo frente al encapsulado a distintos valores 45 de pH. 1.1. Análisis de la estabilidad al pH del ADNp desnudo. La Fig. 4 muestra los resultados obtenidos tras la incubación del plásmido en soluciones 50 con distinto pH. El plásmido pCMVβ se mostró sumamente inestable a pH 2, ya que a los 10 min desapareció todo el ADNp (plásmido superenrollado, circular y lineal). A pH 4 se evidenció una disminución progresiva de la banda correspondiente a la forma superenrollada a medida que avanzaba el tiempo de permanencia en ambiente ácido,
21 hecho que anula su funcionalidad. Los valores de pH neutro (7) y alcalino (9) no afectaron la movilidad electroforética del ADNp, como se comprueba al observar la fracción correspondiente al plásmido superenrollado, indicando una marcada estabilidad de la forma funcional del plásmido. 5 1.2. Análisis de la estabilidad al pH del ADNp en cápsulas de alginato cálcico La Fig. 5 muestra que la encapsulación en alginato cálcico previene la degradación del ADNp en condiciones ácidas que tiene lugar cuando se utilizan plásmidos desnudos (Fig. 4). No obstante, la incubación de las cápsulas a pH 2 origina una reducción progresiva de 10 la intensidad de la banda de plásmido en estado superenrollado, a la par que se observa un incremento en la de menor movilidad eléctrica (forma circular no funcional). Por el contrario, cuando las cápsulas se incubaron a pH 4, el plásmido no fue afectado tras 90 min de incubación. La incubación de las cápsulas a pH 7 y 9 no modificó la estructura superenrollada del ADNp. 15 1.3. Análisis de la estabilidad al pH del ADNp en nanopartículas de quitosano Los resultados indicaron que las nanoesferas protegen a los plásmidos de los valores extremos de pH (Fig. 6). A pH 2 el efecto protector fue menor, sin embargo se pudieron 20 recuperar las dos bandas del ADNp después 90 min. En las nanopartículas sometidas a pH 4 se recuperaron las dos bandas, aunque se redujo considerablemente la intensidad de las mismas. De igual forma, se apreció que parte del ADNp añadido a los pocillos no migró en el gel de agarosa, hecho que pone de manifiesto la enorme estabilidad de la interacción quitosano-ADNp en este tipo de nanopartículas. 25 Ejemplo 3: Elaboración del pienso que contiene ADNp y evaluación in vivo del mismo en ejemplares juveniles de dorada (Sparus aurata) 3.1. Elaboración del pienso y evaluación de la distribución del ADNp en los gránulos Con 30 objeto de comprobar si la cantidad de ADNp incorporado a la masa de los gránulos de pienso mediante el procedimiento propuesto (descrito detalladamente en el apartado correspondiente), es superior a la cantidad incorporada mediante los procedimientos basados en la aplicación sobre la superficie de los gránulos de la solución de ADNp, se elaboraron gránulos de idéntica composición, pero siguiendo ambas estrategias. 35 Se preparó una masa de pienso compuesta por harina de pescado (60%), harina de soja desengrasada (20%), y harina de trigo (10%) como componentes principales, además de pequeñas cantidades de aceite de pescado, lecitina de soja, harina de calamar y complejo vitamínico y mineral. A la masa de pienso se le adicionaron volúmenes de una 40 solución de nanocápsulas de quitosano conteniendo 1 mg/mL de ADNp (el mismo plásmido pCMVβ utilizado en los anteriores ejemplos). La mezcla se homogeneizó en una amasadora semiindustrial, y a continuación, la masa se introdujo en una prensa granuladora (modelo 14-175, Amandus Kahl Ibérica, S.L., Madrid) para obtener unos gránulos de pienso de un diámetro de 0,8 cm. La concentración final de ADNp fue de 10 45 µg de ADNp por g de pienso. Con objeto de visualizar la homogeneidad de la distribución del ADNp incorporado mediante nanocápsulas a la masa del pienso, se preparó una pequeña cantidad de la misma (lote A) siguiendo el mismo procedimiento descrito, pero en este caso, el ADNp 50 nanoencapsulado se tiñó previamente con SY8R Green®, un compuesto fluorescente que interacciona específicamente con la molécula de ADN, y que emite coloración verde cuando incide sobre él luz UV de λ 312 nm. A continuación, se elaboraron los gránulos de pienso según se ha indicado previamente.
22 A otra parte de la masa de ingredientes no se le adicionó ADNp durante la mezcla (lote B), sino que una vez formados los gránulos de pienso, éstos fueron sumergidos durante 5 min en una solución de ADNp (1 mg/mL) nanoencapsulado y previamente teñido con SYBR Green®. A continuación, se extrajeron los gránulos y se procedió a su secado en estufa a 37ºC en oscuridad. 5 A continuación, se hizo incidir sobre ambos lotes (A y B) luz ultravioleta de λ 312 nm, con objeto de observar la posible emisión de fluorescencia. 3.2. Detección de la expresión de genes vehiculados en vectores de ADNp administrados 10 por vía oral frente a intramuscular en ejemplares de dorada (Sparus aurata). Ensayo in vivo. 3.2.1. Animales e instalaciones 15 Los estudios in vivo se llevaron a cabo en las instalaciones del acuario de investigación de la Universidad de Almería, centro de experimentación animal autorizado por la Consejería de Agricultura de la Junta de Andalucía. Se utilizaron 60 ejemplares de dorada (Sparus aurata), con un peso medio de 20 gramos. Los animales se adquirieron de una piscifactoría comercial de preengorde, y tras el correspondiente periodo de 20 cuarentena se introdujeron en los tanques experimentales. Los peces se alimentaron 2 veces al día, con una ración de mantenimiento habitual basada en un pienso comercial, en una cantidad diaria equivalente al 2% de su peso vivo (0,4 g por pez y día). Tras un periodo de aclimatación de 15 días, se procedió al inicio de los ensayos. 25 3.1.2. Detección de la transferencia de ADN plasmídico a los tejidos animales mediante PCR. Administración de los plásmidos a los peces 30 Un requisito imprescindible fue asegurar que cada pez recibía la misma cantidad de ADN plasmídico tanto por vía oral como parenteral. Se dispusieron tres grupos de peces: i) control, a los que no se les administró ADN exógeno; ii) administración intramuscular (i.m.) de ADNp desnudo, iii) administración oral de pienso conteniendo ADNp nanoencapsulado. 35 Para este estudio se tomaron 5 peces por cada uno de los lotes experimentales y tiempos de muestreo, para un total de 60 animales: 3 lotes experimentales x 4 tiempos (7, 15, 30 y 60 días) x 5 réplicas. 40 Se tuvo especial precaución en relación con la dosificación, de manera que a cada pez se le administró la misma cantidad de plásmido pCMVβ en concreto 40 µg de ADNp. Para la administración intramuscular se inyectaron 100 µL de solución de NaCI 0,85% conteniendo 40 µg de ADNp en una sola administración. En el caso de la vía oral, se ofreció a los peces el pienso experimental (conteniendo 100 µg de ADNp por gramo) en 45 una cantidad equivalente al 2% de la biomasa (0,4 g), de modo que cada pez ingirió 40 µg de ADNp. A partir de esta administración experimental, los animales recibieron pienso con la misma composición, pero sin ADNp incorporado, durante un periodo de 60 días, tomándose 5 50 peces de cada uno de los lotes experimentales a los 7, 15, 30 y 60 días de la administración de ADNp.
23 Toma de muestras Tras el sacrificio de los peces se llevó a cabo un manejo extremadamente escrupuloso evitando la contaminación cruzada entre animales que recibieron plásmidos y los que no (controles). Se trabajó siempre empezando primero con los animales control. Se 5 extrajeron muestras de músculo dorsal, intestino e hígado de todos los peces, y se introdujeron en nitrógeno líquido inmediatamente. Extracción de ADN de los tejidos de los peces 10 El procedimiento de extracción se basó en la homogeneización de las muestras de tejidos previamente pulverizados en N líquido, y en el posterior uso del kit comercial DNeasy Tissue Kit (Quiagen), de acuerdo con las instrucciones del fabricante. La calidad del ADN extraído se determinó mediante separación electroforética en geles de agarosa del 0,8%, y su cuantificación se llevó a cabo espectrofotométricamente (Nanodrop 2000, Thermo 15 Scientific) midiendo la relación de absorbancias a 260 y 280 nm. Amplificación de fragmentos de ADN plasmídico mediante PCR El ADN extraído de los distintos tejidos se utilizó en reacciones de PCR con cebadores 20 específicos para distintas zonas del plásmido pCMVβ bajo las condiciones descritas en el Ejemplo de aplicación 1. Para la identificación del plásmido pCMVβ se resolvieron los productos de PCR mediante electroforesis de agarosa al 1% utilizando las parejas de cebadores indicadas en el 25 apartado SEQUENCE LISTING, con los números SEQ ID NO 1 a SEQ ID NO 6. Simultáneamente se utilizó como control positivo de la PCR la amplificación de un fragmento del gen constitutivo de la 13-actina de dorada, utilizando una pareja de cebadores diseñados por nuestro laboratorio, cuyas secuencias se indican en el apartado SEQUENCE LISTING, y cuya denominación ha sido la siguiente: 30 Pareja actina, formada por el cebador β-actinF, cebador sentido, con el número SEQ ID NO 7 en el listado de secuencias adjunto, y por el cebador β-actinR, cebador antisentido, con el numero SEQ ID NO 8 en el listado de secuencias. Esta pareja genera un producto de PCR de 1325 pares de bases. 35 Detección y cuantificación de la expresión del gen lacZ en tejido muscular La posible expresión del gen testigo lacZ contenido en el plásmido pCMVβ, supone la síntesis intracelular de la enzima bacteriana β-galactosidasa, cuya expresión puede 40 medirse mediante un ensayo enzimático. Por tanto, la presencia de actividad β-galactosidasa en tejidos, de existir, tendría como única procedencia la expresión del gen lacZ bacteriano contenido en el vector de expresión pCMVβ en las células de los peces. Es decir, su procedencia sería exógena, puesto que es una enzima bacteriana que no está presente constitucionalmente en los peces. 45 Esta actividad β-galactosidasa puede cuantificarse en los homogenados de los distintos tejidos estudiados de acuerdo con el procedimiento descrito por An et al. (Expression of bacterial β-galactosidase in animal cells. Mol Cell Biol., 1982, volumen 2, páginas 1628-1632), utilizando o-nitrofenil-β-D-galactopiranósido (ONPG) como sustrato, y midiendo 50 espectrofotométricamente a λ 420 nm en microplacas la cantidad de o-nitrofenol liberado a partir del sustrato por acción de la enzima β-galactosidasa.
24 Resultados Evaluación de la incorporación de ADNp a los gránulos de pienso En la Figura 7 se pueden observar dos tipos de gránulos de pienso, uno de ellos con 5 nanocápsulas de ADNp incorporadas en la masa antes de la granulación (A) y el otro tipo, con las mismas nanocápsulas incorporadas en su superficie tras inmersión del gránulo previamente fabricado en una solución de dichas nanocápsulas (B). Bajo luz natural (1) no es posible apreciar diferencia alguna. Sin embargo, una vez sometidos a luz ultravioleta (2), puede observarse la emisión de fluorescencia procedente del ADNp 10 encapsulado teñido con SYBR Green® en toda la masa de los gránulos A, pero únicamente en superficie en los gránulos B. Cuando se obtienen unas láminas finas a partir de dichos gránulos (3), mediante cortes transversales, y se observan bajo luz ultravioleta (λ 312 nm), puede comprobarse la 15 emisión de fluorescencia procedente del ADNp encapsulado tenido con SYBR Green® en la lámina A, pero únicamente en la superficie exterior de la lámina B. Amplificación mediante PCR de fragmentos de ADNp presentes en los tejidos de los peces 20 Los resultados de la Fig. 8 muestran que en los peces control, que no recibieron ADNp por ninguna vía, no se detectaron fragmentos del plásmido pCMVβ, en ninguno de los tejidos estudiados a la vista de la ausencia de productos de PCR cuando se emplearon cebadores específicos. Por el contrario, sí se obtuvieron productos de PCR a partir de la 25 amplificación del ADN de los homogenados de músculo, hígado e intestino cuando se empleó la primera pareja de cebadores (F3237/R3918, 682 pb, SEQ ID NO 1 y SEQ ID NO 2) en todos los tiempos de muestreo (7, 15, 30 y 60 días) post-ingestión, cuando el ADNp se administró de forma oral a través del pienso con nanocápsulas (Fig. 9). 30 Estos resultados demuestran que ha existido una transferencia del ADN del plásmido pCMVβ cuando se le administra a los peces de forma encapsulada en nanopartículas de quitosano y dentro de la masa del pienso a los diferentes tejidos de los peces. Otro hecho importante es que esta transferencia se ha prolongado en el tiempo hasta como mínimo 60 días. Esta persistencia de los plásmidos en el tiempo está dentro del rango observado 35 en estudios anteriores, como el de Tian et al. (The formulation and immunisation of oral poly(DL-Iactide-co-glycolide) microcapsules containing a plasmid vaccine against lymphocystis disease virus in Japanese flounder (Paralichthys olivaceus). lnt lmmunopharm., 2008, volumen 8, páginas 900-908) con microcapsulas de alginato y Tian et al. (Chitosan microspheres as candidate plasmid vaccine carrier for oral immunisation 40 of Japanese flounder (Paralichthys olivaceus). Vet Immunol Immunopat., 2008, volumen 126, paginas 220-229) con microcapsulas de quitosano, dónde se verificó mediante RT-PCR una transferencia de ADNp hacia diferentes tejidos (agallas, intestino, bazo y riñón) de lenguado japonés (Paralichthys olivaceus) a los 10 y 90 días después de su administración oral. 45 Cuando el ADNp se administró sin encapsular y por vía parenteral (IM, Fig. 10), sólo se aprecian productos de PCR (682 pb) para la pareja de cebadores F3237/R3918 (SEQ ID NO 1 y SEQ ID NO 2, respectivamente) en el músculo en todos los tiempos de muestreo (7, 15, 30 y 60 días). Por el contrario no se observaron fragmentos de ADNp ni en el 50 intestino ni en el hígado. Este resultado parece en consonancia con el posible recorrido por la anatomía del pez del ADNp durante el proceso de migración de los plásmidos desde el punto de inyección
25 hasta el resto de tejidos. Así, parece razonable que en el tejido más próximo al punto de inyección la cantidad de ADNp residual sea mayor que en tejidos tan distantes como la mucosa intestinal e hígado. Cuantificación en tejido muscular de la actividad β-galactosidasa resultado de la 5 expresión del gen lacZ contenido en el plásmido pCMVβ administrado por vía oral y parenteral. En la Fig. 11 se muestra la actividad β-galactosidasa medida de los homogenados de músculo, intestino e hígado tanto de las doradas control como de los dos grupos a los 10 que se les administró ADNp (pienso e IM), a diferentes tiempos de muestreo (7, 15, 30 y 60 días). Los resultados indican que existió una mayor actividad β-galactosidasa en los extractos de músculo, intestino e hígado cuando el ADNp se administró de forma oral mediante 15 pienso. Los valores de actividad fueron mayores en intestino e hígado respecto a músculo. Con respecto a la administración del ADNp en forma libre y mediante vía parenteral (IM), ésta fue menor respecto a la observada usando la vía oral, y se detectaron los mayores niveles de actividad en el músculo. La actividad β-galactosidasa en los peces controles fue nula. Este resultado está en consonancia con la detección de 20 fragmentos específicos de ADNp en los diferentes tejidos mediante PCR en los peces a las que se les administró el plásmido por cualquiera de las vías, mientras que estas secuencias no se detectaron en los peces control. En estos ejemplos de aplicación se ha podido detectar la expresión de la enzima exógena 25 β-galactosidasa después de la administración oral o intramuscular del gen testigo que codifica para esta enzima. Esta expresión es a largo plazo, hasta 60 días después de su administración. Estos resultados de persistencia en el músculo coinciden con los de Verri et al. (Assessment of DNA vaccine potential for gilthead sea bream (Sparus aurata) by intramuscular injection of a reporter gene. Fish Shellfish Immunol., 2003, volumen 15, 30 paginas 283-295), quienes también se observaron fenómenos de transferencia de hasta 60 días cuando este mismo vector de expresión fue inyectado intramuscularmente también en dorada. En otros trabajos en peces, se ha encontrado que la duración total de expresión de proteínas exógenas codificadas por genes vehiculados en ADNp en tejidos varía desde menos de 1 semana (Rahman y Maclean, Fish transgene expression by 35 direct injection into fish muscle. Mol Mar Biol Biotechnol., 1992, volumen 1, páginas 286-289) a mas de 115 días (Anderson et al., Gene expression in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) following intramuscular injection of DNA Mol Mar Biol Biotechnol., 1996, volumen 5, páginas 1 05-113) en función de la especie y del gen considerado, siempre usando la vía intramuscular. 40 Por consiguiente, se ha demostrado la expresión del gen testigo contenido en pCMVβ para la actividad β-galactosidasa después de la administración tanto por vía oral como parenteral en dorada. Por otro lado, estos resultados proponen la vehiculación y protección de ADNp encapsulado e incluido dentro de la masa del pienso para su 45 administración oral, pudiendo ser una herramienta adecuada para la protección del mismo frente a las barreras gastrointestinales, asegurando su posterior liberación en los órganos diana. Por consiguiente, estos resultados indican la viabilidad de esta protección como vehículo para las vacunas de ADN en peces. 50
2 DESCRIPTION Food preparation for animals that protects, orally vehicles and maintains the functionality of DNA molecules with interest in animal production and health, as well as the procedure for obtaining them. 5 Technical sector The present invention is generally framed in the field of agriculture, specifically in animal production and specifically in the aquaculture sector. Background of the Invention There are several commercial vaccines authorized for use in fish, the vast majority against bacterial diseases, and very few against viral diseases. In 15 real fish farming situations, the fish are immunized with the use of vaccines by two usual procedures: administration by injection, either intramuscularly or intraperitoneally, or administration by immersion. On a still experimental level, it is worth mentioning other procedures that will be discussed later, among which the oral administration of vaccines is, today, the most promising. 20 Each method has its advantages and disadvantages with regard to levels of protection, depending on its side effects, and with respect to its practical application and profitability (Gudding et al. , Recent developments in fish vaccinology. Vet lmmunol lmmunop. , 1999, volume 72, pages 203-212; De las Heras et al. , lmmunogenic and 25 protective effects of an oral DNA vaccine against infectious pancreatic necrosis virus in fish. Fish Shellfish Immunol. , 2010, volume 28, pages 562-570). In recent years, pDNA vaccines are booming, mainly because, unlike conventional vaccines (based on protein subunits or in 30 inactivated pathogenic microorganisms), they are capable of inducing very effective immune responses both at the cellular and humoral They are based on the expression of the antigens encoded by recombinant plasmids (pDNA) in cells of the immunized animal, being able to induce a long-lasting immune response that greatly decreases the need for reinmunizations (Tonheim et al. , What 35 happens to the DNA vaccine in fish? A review of current knowledge. Fish Shellfish lmmunol. , 2008, volume 25, pages 1-18). In addition, and from a practical point of view, the DNA vaccine is relatively inexpensive and easy to produce. In fact, there are different vaccine preparations of 40 cDNAs authorized for veterinary use both in the United States and in Canada. As an important limitation of them, it should be mentioned that they also force their administration by injection, since oral administration implies that the ingested DNA is hydrolyzed in the intestine to small fragments as a result of the digestive process, which involves mechanical, chemical phenomena ( mainly heartburn) and enzymatic (nuclease action) in the gastrointestinal tract. In these circumstances, neither the immunostimulatory effects nor the vehicle of genes of interest in the pDNA are possible, since in particular the pDNA needs to reach the intestinal absorption zones with its complete sequence, its circular structure, and even its structure. three-dimensional spatial ("supercoiling") to preserve its capacity for expression in tissues. Therefore, DNA is a very vulnerable molecule in the digestive tract, and hence the poor success of its oral administration as a naked molecule.
3 Limitations of vaccine administration methods in aquaculture The administration of vaccines in aquatic animals gives rise to technical problems that do not occur in terrestrial animals. Fish can be immunized in three ways, by injection, by immersion or by oral administration of the vaccine (Heppell and 5 Davis, Application of DNA vaccine technology to aquaculture. Adv Drug Del Rev. , 2000, volume 43, pages 29-43; Adelmann et al. , Development of an oral vaccine for immunization of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) against viral haemorrhagic septicaemia. Vaccine, 2008, volume 26, pages 837-844). 10 Injection vaccination can be performed intramuscularly (i. m. ), although the intraperitoneal route (i. p. ), despite causing more stress in animals than the i. m. , has been shown to be more effective in immunizing fish. Before injecting the vaccine, the fish must be anesthetized, and after puncture it is returned to the water. This procedure is not operative to be applied to fish of less than 5 grams and, therefore, does not serve to immunize the animals in their early stages of development, a period that is precisely of the utmost interest for early prevention against the appearance of diseases. In lots of fish larger than that weight, the individual puncture of each animal is still an enormously laborious work and of stressful consequences for the animals. 20 On the other hand, injectable vaccines usually include adjuvants to enhance the immune response and prolong its effect, which rarely cause problems related to both local and systemic inflammatory phenomena, capable of ultimately causing even considerable mortality. Another 25 disadvantages of this route are related to the reduction of post-vaccination intake, as well as the possibility of producing an inadvertent puncture of the intestine. In addition, the use of needles increases the risk of transmission of pathogens from water to animals and among the fish themselves (Vinitnantharat et al. , Fish vaccines. Adv Vet Med. , 1999, volume 41, pages 539-550). 30 A good part of the aforementioned problems associated with intraperitoneal injection are solved by the administration of immersion vaccines. In this case, the fish are sprayed or immersed in a solution containing the concentrated vaccine, being therefore easy to apply and although not as effective as parenteral injection 35 in terms of the immunity it generates, its ease of handling It is the method of choice for small fish, with live weights of less than 5 grams. Among its limitations, it should be mentioned that its use is restricted to intensive aquaculture, given the environmental risks arising from the release of vaccine preparations to the cultivated water and, consequently, to the environment in which aquaculture production is developed. Additionally, a significant amount of the substance to be administered is needed, rather than in certain cases, such as viral vaccines. It makes its practical application impossible. On the other hand, there is no precise control of the route of entry of the vaccine antigens, which must be produced by absorption through the skin and / or gills, so that this aspect of the dosage control can be qualified 45 as enormously erratic and imprecise. And finally, in the best case, the immune response is of less magnitude and duration than when the parenteral route is used by injection (Vinitnantharat et al. , Fish vaccines. Adv Vet Med. , 1999, volume 41, pages 539-550), which is why it may be necessary to revaccinate with some frequency, something that implies continuous manipulation of the fish. 50 If we confine ourselves to the case of pDNA vaccines, their administration by immersion is an unthinkable practice because of its zero viability, not only because of the erratic nature of the aquatic environment, but mainly due to the rapid degradation of the
4 cDNA molecule in the aquatic environment itself. To date, the application of this type of vaccine is necessarily done by intramuscular or intraperitoneal injection. In any case, and despite the limitations mentioned, to date the efficacy of vaccination by immersion far exceeds that obtained by oral vaccination in fish. The reason lies in the degradation of oral vaccines that take place during their transit through the digestive tract, thanks to the existence of gastrointestinal physiological barriers, the most important of which are heartburn and digestive enzymatic activities in both the stomach and in the intestine 10 From the practical point of view in farmed conditions, the possibility of administering oral vaccines in fish is considered as the ideal route, due to its numerous advantages, among which it is possible to mention: i) it is the only method that could be used in aquaculture extensive, in which the individual control of animals is not possible, 15 but if they receive artificial feeding through feed; ii) it does not cause stress in animals, since it exempts them from painful or annoying manipulations; iii) enables mass administration in animals of any size without the need for additional costs; iv) allows for the previous reason to immunize at very early stages. provided that the animals eat inert food, and v) simulates the natural route of oral entry of a multitude of ichthiopathogenic agents and the consequent natural mechanism of recognition and triggering of the immune response. As main disadvantages we could mention that: i) it would be necessary to administer large quantities of these substances to obtain an adequate response; ii) is only applicable to fish that eat inert food, and iii) in the current state of technology, the response obtained is not equivalent to that produced by injection or immersion (Horne and Ellis, in "Fish Vaccination", ed. TO. AND. Ellis Academic Press, London, 1988, pages 55-66). In any case, the last problem that hinders its use is that exogenous substances are degraded or inactivated in the digestive tract of the fish, and therefore do not exert the desired effect (Ounn et al. , Vaccines in aquaculture: the search for an efficient delivery system. Aquacult Eng. , 1990, volume 9, pages 23-32). Encapsulation as an oral vehicle of bioactive molecules 35 Among the strategies of oral vehicle transport in fish, different methods of spraying or adding by various systems of a wide range of aqueous and oily solutions containing plasmids or other types of vaccine preparations have been described previously prepared feed pellets. In spite of the existence of numerous patents in this regard, the limitations of the same include the erraticity of the dosage, derived from the lack of guarantee of uniform distribution on the feed (usually small volumes of solution / vaccine emulsion applied on considerable amounts of feed, procedures, in addition, whose practical utility is in question, taking into account that they will be used in a medium as difficult to control as the aquatic associated with commercial fish farms. And above all, the lack of demonstration of its effectiveness through in vivo tests. Encapsulation has offered more promising results for oral administration of bioactive molecules, cells, drugs and other substances of interest (Chen et al. , Genipin cross-linked polymeric alginate-chitosan microcapsules for oral delivery: in vitro 50 analysis lnt J Polymer Sci. , 2009, article ID 617184, 16 pages, doi: 10. 1155/2009/617184).
5 The main requirement of these capsules is that they consist of biocompatible components, if possible, food grade, that originate stable capsules with adequate resistance to gastrointestinal conditions, and that have some permeability. The structure of these capsules consists of three-dimensional polymeric networks of high molecular weight and hydrophilic character, capable of absorbing large amounts of water or biological fluids. These networks are insoluble due to the presence of chemical crosslinks or physical crosslinks, which provide the network with a defined structure and physical integrity. Currently, the capsules have numerous applications in the medical and pharmacological industry, as they resemble natural living tissues more than any other class of materials. Within the polymers 10 most used in encapsulation procedures, alginate, an anionic polysaccharide isolated from brown algae, satisfactorily meets the requirements mentioned above. The main drawback is that it forms relatively unstable polymeric structures that can lead to destabilization of the capsules (Wang et al. , Preparation of uniform sized chitosan microspheres by membrane 15 emulsification technique and application as a carrier of protein drug. J Controlled Release, 2005, volume 106, pages 62-75). However, to avoid this problem alginate capsules can be stabilized with other cationic natural polymers (Anal et al. , Chitosan-alginate multilayer beads for 20 gastric passage and controlled intestinal release of protein. Drug Dev lnd Pharm. , 2003, volume 29, pages 713-724). The most widely used is chitosan, which is a copolymer of the amino-polysaccharide type composed of D-glucosamine and N-acetyl-D-glucosamine [poly (N-acetyl-D-glucosamine)]. 25 which is obtained by the alkaline deacetylation of chitin, the main structural material in exoskeletons of crustaceans and other arthropod animals. It is the only natural cationic polysaccharide and is known for its biocompatibility, biodegradability, as well as for its resistance to gastric conditions and its ability to adhere to the intestinal mucosa, the latter characteristic that increases the contact time of the 30 capsules with the mucous membranes and enhances the absorption of molecules through the epithelial cells of the mucosa (Artursson et al. , Effect of chitosan on the permeability of monolayers of intestinal epithelial cells (Caco-2). Pharm Res. , 1994, volume 11, pages 1358-1361). 35 It also has certain advantages over other polymers when used as a vehicle for oral administration of drugs or substances sensitive to the stomach acid environment (Li et al. , Preparation of alginate coated chitosan microparticles for vaccine delivery. BMC Biotechnol. , 2008, volume 8, 11 pages, doi: 10. 1186 / 1472-6750-8-89). 40 For all of the above, if linear DNA or pDNA molecules are to be used orally to take advantage of their biological properties, it is essential to develop a preparation that meets the following requirements: 1) that can be administered in such a way that both are avoided stressful management of the 45 animals, such as alterations in routine personnel operations, or changes in the pattern and composition of animal feeding; that is, that it can be administered as usual feed, 2) that the exogenous DNA, and in particular the pDNA, maintain the viability and functionality within the feed from its elaboration until it is administered to the fish in the aquatic environment,
6 3) that the preparation does not dilute or lose properties during the time between adding it to the aquatic environment and the animal ingests it, that is, it behaves like the particles of the usual commercial feed, 4) that during transit through the digestive tract, ensure the arrival in the intestine of a sufficient number of linear DNA or pDNA to ensure, on the one hand, a local effect, and on the other, an effective intestinal absorption, and 5) that such absorption results , in the case of genes contained in a plasmid construction, in a subsequent effective expression in animal tissues. 10 The feed thus prepared must include, in addition to the usual food ingredients, particles (nano, micro or macrocapsules) made from non-toxic substances, food grade, easily available in the market and inexpensive. The most widely authorized ingredients for the preparation of inert capsules 15 are alginate and chitosan. Alginate is a natural anionic heteropolysaccharide consisting of D-mannuronic acid and L-guluronic acid and which in the presence of calcium can produce gels. Diva lens ions, such as Ca2 +, bind preferentially to the L-guluronic acid polymer. As a polymer to form capsules, calcium alginate is very appropriate due to its simplicity, absence of toxicity, biocompatibility and low cost 20 (Sheu and Marshall, Microentrapment of lactobacilli in calcium alginate gels. J Food Sci. , 1993, volume 54, pages 557-561). The solubilization of the calcium alginate matrix when calcium ions are sequestered is another advantage of this ingredient. This property makes it especially valuable for oral administration, since the alkaline pH of the intestine solubilizes the polymer, and allows the release of its contents. The second substance of interest for this purpose is chitosan, a cationic natural polymer, which can be used alone or in combination with alginate, thereby increasing its stability (Anal et al. , Chitosan-alginate multilayer beads for gastric passage and controlled intestinal release of 30 protein. Drug Dev Ind Pharm. , 2003, volume 29, pages 713-724). The success of alginate-chitosan combinations for oral vehicle and protection of exogenous protein in fish has been demonstrated recently (Sáez et al. , Effect of alginate and chitosan encapsulation on the tate of BSA protein delivered orally to gilthead 35 sea bream (Sparus aurata). Anim Feed Sci Tech. , 2015, volume 210, pages 114-124). In view of the above, the most appropriate solution would be the inclusion of the pDNA within different encapsulation formats, which in turn, are incorporated into the mass of the feeds that are usually administered to animals, from the points of view. animal welfare, as well as the comfort of administration, and the possibility of repeating administration as many times as necessary. There have been numerous attempts in this regard, but no procedure is known that is capable of incorporating viable DNA plasmids into the feed mass. The performance of physical factors such as temperature and pressure during granulation and extrusion procedures end the integrity of the pDNA, and for this reason, practically all the references consulted incorporate the solution of ADNp on the surface of the granules, once that these have already been elaborated. Some study solves these problems by producing non-food pellets, such as polyethylene glycol (Adelmann et al. , Development of an oral vaccine for immunization of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) against viral haemorrhagic septicaemia. Vaccine 2008, volume 26, pages 837-844), which although they can be used for laboratory experimentation conditions for administrations
7 specific, however, they present other problems, in fish farm, such as the lack of guarantee that the animals ingest them due to their lack of palatability, since they have nothing to do with the usual food, or the more than probable side effects related to its use (Schultze et al. , Concentration-dependent effects of polyethylene glycol 400 on gastrointestinal transit and drug absorption. Pharm Res. 2003, 5 volume 20, pages 1984-1988). In any case, the main objection to all these procedures is the lack of evidence of both the persistence of the pDNA and its effectiveness in vivo. 10 Explanation of the invention Food preparation for animals that protects, orally vehicles and maintains the functionality of DNA molecules with interest in animal production and health, as well as the procedure for obtaining them. The invention consists of a food preparation intended for production animals in general, and fish in particular, which serves as a vehicle for oral administration of linear DNA molecules or DNA plasmids (pDNAs) capable of expression in eukaryotic cells, as well as the procedure for obtaining it. The preparation is characterized by having as a non-exclusive characteristics a cylindrical or spherical granule format, of uniform morphology and modifiable size, of crumb, sheet, tape among others, to adapt to the different vital stages of the target animals. The granules can be the result of a process of granulation, or extrusion, or a combination of both, and are characterized by containing within their mass, in addition to the usual components in feed for food purposes, chitosan nanoparticles , or micro or macroparticles made with the same polymer alone or in combination with other polymers, mainly alginate, as well as other molecules with technological interest, such as cyclodextrins, gelatin, polylactic-co-polyglycolic acid (PLGA), starch, carrageenans , guar gum, etc. , and to which different amounts of linear or circular DNA are incorporated during the manufacturing process, in particular, one or more eukaryotic expression vectors, consisting of DNA plasmids that include one or more genes encoding proteins for interest in the field of animal production and / or health, and whose main application is for the purpose of immunization, immunostimulation, or to exert hormonal or other effects, mediated by protein factors. Said DNA remains structurally and fully functional during the industrial processes mentioned for the preparation of the granules of the preparation, thanks to the protection provided by the nano, micro or macroparticles previously prepared, and by the characteristics of the extrusion and granulation process applied. This invention avoids the destruction of DNA due to the pressure and high temperatures involved in the feed manufacturing process. The preparation thus formed allows precise dosing of the DNA, in particular of the pDNA, compared to other forms of oral or immersion administration, is stable in the aquatic environment, and keeps the DNA fully functional, which it protects during its passage through the digestive transit of 45 animals, favoring their subsequent intestinal release and subsequent physiological effect, either in the intestinal lumen, or after incorporation into the animal's internal environment, allowing the expression of genes of interest in animal tissues for at least 60 days after ingestion. The administration of the preparation is oral, and since its format is identical to the usual food of the animals, it avoids stressful handling of the same 50, as well as alterations of the routine operations of the farms, and of the fish farms in particular. As a result of all of the above, the product:
8 1) allows precise oral dosing of linear DNA or pDNA compared to other forms of oral or immersion administration, since it is distributed homogeneously in the mass of the feed, 2) avoids the stressful handling associated with the application by injection 5 intramuscularly or intraperitoneally, 3) it is stable in the aquatic environment for a time similar to commercial feed for aquaculture, 10 4) it maintains the DNA structure and function of the ADNp, previously encapsulated, protecting them both during the industrial manufacturing stages of the product, such as during its subsequent transit through the digestive tract of animals. 5) once it reaches the intestine, it allows the release of DNA, being able to exert its physiological action locally, or be absorbed through the intestinal mucosa, 6) the pDNA absorbed into the internal environment of the animal migrates and can be detected in different tissues, such as liver and muscle, 20 7) the genes carried by the pDNA included in the product are expressed in the different animal tissues for at least 60 days after ingestion. In the particular case of the use of plasmid expression vectors in eukaryotes it has been shown as a very effective strategy especially for the vaccination of 25 fish parenterally, since they are capable of triggering a potent immune response of both humoral and cellular type. But the structure and functionality of the pDNA molecule is very sensitive to the physiological conditions existing in the gastrointestinal tract of animals, in particular to heartburn and nuclease enzymes of intestinal secretions, so that its direct use orally 30 It is totally ineffective, and as a consequence, administration is limited to the parenteral route by injection, either intramuscularly or intraperitoneally. Undoubtedly it is in fish where this oral administration is especially interesting, given that the administration of injectable preparations is relatively simple in terrestrial species, and becomes part of the usual vaccination routines in livestock farms. On the contrary, in aquaculture the individual injection of juvenile forms of fish is not feasible, for the reasons stated above, and this motivates the need to develop effective, reliable, and feasible forms of oral administration in farmed conditions. 40 Among the mechanisms that are probably involved in the survival of the pDNA in the preparation presented, it is worth mentioning, in addition to encapsulation, that the protection granted by the feed granules themselves is due to the fact that the food components act as an acid barrier stomach and digestive enzymes both gastric and intestinal. Thus, the components of the feed, rich in protein, have buffer capacity by themselves, so that the acidic stomach pH is largely mitigated by the food. In fact, the stomach acidifying capacity of aquaculture fish clearly depends on whether or not the stomach contains food. In other words, for the survival of the exogenous cDNA in the digestive tube 50 it is very important that the administration of the plasmids be carried out in the food itself, and not by procedures that differ in time from the feeding patterns. Therefore, the present invention, containing the pDNA in
9 feed particles seem to have protective effect of ADNp precisely because of the combination of these phenomena. The proposed feed allows oral administration of the capsules (nanocapsules, microcapsules or macrocapsules) containing pDNA, plasmids that remain viable 5 and protected within the feed without special preservation conditions other than those of the feed, while its composition , beyond the addition of protected cDNA in inert capsules, it is that of any feed for aquaculture, and therefore, designed to be stable in the aquatic environment. Because of its formulation, it is also attractive to animals, which ingest it voluntarily, under the usual conditions of exploitation, without the need for stressful handling of any kind. The invention is compatible with the usual large-scale operation in all types of fish farms, both in tanks and in open sea cages. In this way, the ADNp is protected during its transit through the fish's digestive tract. 15 The preparation is formulated in two stages: Stage l. Preparation of nano, micro and macrocapsules with ADNp. Stage II Preparation of feed containing capsules with ADNp 20 Stage l. Preparation of nano, micro and macrocapsules with ADNp. In the first one, the previously extracted DNA plasmids are mixed according to the protocol mentioned in the section "Application examples. Example 1 "with an adequate volume of the substance or substances to be produced by the capsules (comprising as main components chitosan and / or alginate, but which may also include, gelatin, polylactic-co-polyglycolic acid (PLGA), or other components or mixtures thereof, non-exclusive) in varying proportions (typically 0.2 to 4% w / v for alginate, and 0.01 to 3% w / v for chitosan), as well as a variable amount of other components, such as mono-, di-or oligosaccharides, such as cyclodextrins (typically between 0.05 and 3% w / v), or other food substances for thickener or emulsifying purposes (such as , agar, starch, carrageenans, guar gum, etc. ). The particles that are made from these ingredients can be designed with a wide range of sizes, and thus, we speak 35 of nanocapsules (identifiable with scanning electron microscopy, and diameters between 10 and 1000 nm), of microcapsules (with diameters between 1 µm and 1 mm), and of macrocapsules (between 1 and 10 mm). The choice of capsule size will depend on the format of the feed particles in which they will be included later, but all of them allow the introduction of the pDNA into its interior, due to its small size. 40 The microcapsules and macrocapsules can be made in a simple manner by forcing the previous mixture of polymers and cDNAs to be passed dropwise through a needle of varying diameter depending on the desired size, over a solution of CaCI2 (typically 0.5 to 5 % w / v) in such a way that, when the drops or micro drops fall into the fluid under continuous agitation, the gelation of the same takes place, forming spherical and solid capsules. The process can be automated through the use of an encapsulating device, which by means of peristaltic pumps takes the solution to gel, containing the nano or microparticles with the plasmid inside, of a container, and forces it to pass through nozzles of different sizes depending on the desired diameter, and the drops or microdrops thus formed will have to fall on the above-mentioned CaCl2 solution for gelation. On the other hand, nanocapsules are made following the procedure described by Kumar et al. , Potential use of chitosan nanoparticles for oral delivery of DNA vaccine in Asian sea bass (Lates
10 cacarifer) te protect you from Vibrio (Listonella) anguillarum. Fish Shellfish Immunol. , 2008, volume 25, pages 47-56) with some modifications, starting from equal volumes (for example, 1 mL) of 0.5% sodium sulfate and 0.5% chitosan (w / v), at that the tenth part (for example, 200 µL) of a plasmid pCMVβ solution of 0 is added. 2 mg pDNA / mL. The mixture is homogenized in a vortex under intense stirring for 5 30 seconds, and allowed to stand for 30 min at room temperature. After this time, the suspension is stirred again in the same manner described. Finally, the nanoparticles are recovered by centrifugation for 3 min at 12. 000 g All the particle formats containing cDNA described can be used directly after obtaining it to make the feed, or they can be kept refrigerated for periods beyond two weeks without any impairment in its functionality. However, its main advantage consists in the possibility of lyophilizing the capsules, obtaining a powder or a fine granulate capable of keeping the ADNp totally viable for unlimited periods, which can be reserved until the moment when it is necessary to add it to the dough from which the feed will be made. Stage II Preparation of the feed containing the capsules with ADNp 20 The second stage that culminates in obtaining the feed will consist in the preparation itself of a mixture of finely ground flours with the usual food ingredients, together with the authorized additives and the vitamin and mineral supplements that precise each species to which it is intended. This mixture will then be subjected to either a granulation process, or a two-phase process, one of extrusion followed by another of granulation. In any case, the nanocapsules or microcapsules that previously contain the cDNA of interest and which have been prepared according to the protocol described above will be added to the food ingredient mixture. In the case of granulation, the procedure will be carried out without the need for 30 special precautions, since the temperature at the exit of the matrix that determines the size of the feed granules is not likely to rise above 90 -95 ° C, and taking into account that the protection provided by the encapsulation process allows DNA to conserve its structure, and in the case of the particular ADNp, not to lose its supercoiled structure at those temperatures. In fact, the impossibility of raising the temperature is one of the limitations of granulation when preparing fish feed, which requires physical-chemical characteristics and a transformation of the special ingredients because of their digestive physiology and characteristics of the aquatic environment. These problems are solved in the commercial feed industry with the extrusion process, much more aggressive in terms of physical effects on the 40 components. Therefore, if it is necessary for the feed to be extruded, which is common in aquaculture feed, it must be taken into account that much higher temperatures can be reached (up to 120-140ºC). In this case, it is possible to continue including the nano or micro / macrocapsules in the feed mass, but they will have to be incorporated once the extrusion process is finished, and then subject the mixture to a subsequent granulation stage. For this, it is necessary that the mixture of ingredients conditioned and forced to transit through the extruder screw, before incorporating the DNA: a) does not impersonate the matrix or the cutter at the end of the extruder screw, avoiding 50 ace! that acquires the final format of the granule, pellet or sheet, but that it is freely allowed to obtain an amorphous mass of extruded ingredients,
11 b) for this, water vapor must be added during the passage through the screw in sufficient quantity so that the mass of ingredients maintains a high humidity (above 50%) at the extruder outlet, c) this extruded mass is It will then be introduced into a mixer that guarantees homogeneous kneading, during which the dough temperature will be checked, allowing it to cool down below about 90-95ºC, but preventing the temperature from falling below about 45-50ºC. Within this temperature range, the suspension of the capsules with plasmids may be added without any risk of DNA alteration, but sufficient fluidity will be maintained so that the mixing of the capsules with the 10 feed ingredients is homogeneous, and thus allows the subsequent passage of the dough through the granulating machine with the necessary fluidity. For this, the humidity should be maintained above 50%, adding hot water at the desired temperature if necessary. D) the described mixture, previously extruded and already containing the encapsulated and homogeneously distributed DNA, will then be subjected to a granulation process equal to that described above, as a second stage after extrusion of the food components. 20 The final preparation obtained by this procedure allows the exogenous DNA to be orally vehicular, which will continue to retain its structure and functionality, something that represents a special interest for its use in aquaculture fish and has the following advantages over its injected or immersion administration, as well as against other preparations proposed for oral administration: 25 1) the double protection provided by the combination of encapsulation techniques, together with the feed processing conditions that have been used, either granulation, or extrusion / granulation, they allow the incorporation into the mass of the feed of DNA molecules, and in particular of ADNp, without these being destroyed or inactivated during the manufacturing process, something that does occur when DNA is added naked. 2) the feed thus formed guarantees the precise dosage of the DNA to the animals that consume it, since it can be incorporated into the mass thereof and conveniently homogenized as much DNA as necessary during the preparation of the mixture, distributing it throughout the mass of the food granule, and not only as an external layer added a posteriori on the feed granules, something common in the inventions for this purpose proposed so far. 3) Once manufactured, the feed maintains the viability of the DNA for long periods of storage, since this once encapsulated molecule is stable under the low humidity conditions of the feed, below 10%. 4) the extrusion / granulation procedures used for the preparation of the invention are specifically tailored to the needs of aquaculture fish, so as to guarantee not only the persistence of the DNA inside the feed granules in the aquatic environment during Enough time for fish to ingest it, but also the properties of a commercial extruded feed. 50 5) when the granules described herein are thrown into the aquatic environment, there is no loss due to "rinsing" of the DNA, unlike what happens when it is subsequently incorporated on the surface of the feed granules, normally
12 as an oily film that adheres to them. The proposed invention solves the serious problem of uncertainty about the amount of DNA that the fish actually ingests when it is applied as a cover layer on the feed. Said quantity may be calculated by multiplying the average daily feed intake by the known concentration of DNA per unit weight of the feed. 5 6) the feed containing the capsules loaded with DNA, during its transit through the digestive tract, is capable of transporting said DNA to the later sections of the intestine, overcoming the physiological barriers of the fish capable of destroying it if it is administered naked. 10 7) the orally protected pDNA administered inside the feed granules described herein is absorbed in the intestine, and distributed by the different tissues of the fish, so that it is possible to detect and identify its sequences in intestinal, hepatic and muscular. 15 8) Protected and vehicularly transmitted pDNA with the feed described here, and which is subsequently absorbed through the intestine and distributed by animal tissues remains viable and fully functional after this transit, and for this reason it is possible to detect and quantify the activity of the genes of interest inserted in the plasmids in the tissues of the animals that ingested them for at least 60 days post-ingestion. The proposed invention meets the requirement of novelty, since it has not been disseminated by written or oral description, nor has it been used beyond the experimental scope in the laboratory, before applying for the patent. 25 The inventive activity represents a new contribution on the state of the art from a double point of view: 1. DNA vaccines have shown their potential in immunization not only on an experimental scale, but also in some commercial preparations. They represent a medium-term line of research of great interest, although in the case of fish its main limitation is the need for injected administration. Despite the interest in oral administration, there is to date no preparation capable of achieving efficient vehicle transport in a food preparation that allows its commercial use in real fish farm conditions. 2. The inclusion in the polymeric vehicle whose characteristics have been described in the corresponding sections solves the double technological problem that limits the practical use of DNA plasmids orally in feed: i) the destruction of them due to high temperatures and pressures that take place during the manufacture of the feed, and ii) the acidic and enzymatic hydrolysis that the naked plasmids undergo during their transit through the digestive tract of the animals, which prevents that sufficient quantity of the same arrives for their intestinal absorption. These weaknesses completely prevent the use of plasmids of DNA orally on a commercial scale if they are not transported and protected with the proposed invention. We understand that the proposed invention is susceptible to industrial exploitation, considering that the cost / benefit of its exploitation is favorable for the following 50 reasons: 1. The inclusion of gene sequences encoding proteins of immunological, hormonal or other interest in specific areas within plasmids to ensure
13 its subsequent expression in animal cells is a relatively simple procedure, available to any laboratory with a basic command of molecular biology techniques. On the other hand, the cloning and subsequent multiplication of these plasmids of interest within bacteria is a routine and cheap procedure, which allows to obtain industrial quantities thereof. From this point of view, this process can be developed on an industrial scale without special difficulty. 2. The manufacture of the capsules does not require an excessively expensive equipment, since a wide variety of machinery is available on the market at reasonable prices for all the industrial scales that are required. The reason 10 lies in the multitude of applications, especially pharmacological, that use various forms of encapsulation, and that is why the industrial production of the proposed invention is perfectly feasible, and in fact it is a reality in many fields of research and Commercial product development. 15 3. The substances used in the manufacture of the capsules are ingredients authorized for food use, easily accessible and cheap. Four. The DNA encapsulation yields are excellent (above 95%), and the maintenance of their integrity within the capsules is also very high, 20 such that almost all of the pDNA obtained after purification can end up in the capsules. , with hardly any losses. 5. The ease of regulating both the diameter (from nanocapsules of micrometer fractions, to macrocapsules of several millimeters) and the DNA content of the capsules 25 makes the procedure extremely versatile. Thus, manufacturing can be adapted to specific needs related to the size and species of fish of interest, and can be incorporated into feed particles of very different formats (sizes from 0.2 mm to several cm), always using the same machinery, no need for parallel or multiplied industrial lines. 30 6. The subsequent elaboration of the feeds in which the capsules with the DNA will be included does not require a different machinery from the usual one in the factories of feed, since the formulated ones, aside from including the DNA, can be the habitual ones of the feeds commercial, including as macro-ingredients to 35 materials of animal and vegetable origin authorized for animal feed, in adequate proportions for gara: 1tizar the protein and energy content necessary for each species and productive stage, conveniently milled and screened, and subjected to high pressures and temperatures that guarantee high digestibility, inactivation of antinutritive factors, as well as adequate persistence in the aquatic environment. Brief description of the drawings To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, a set of figures in which, for illustrative purposes, is attached as an integral part of said description and not limiting, the following has been represented: Figure 1. Details of the PCR products obtained that confirmed the presence of the 50 plasmid pCMVβ in the colonies of E. coli DH5aα transformed. The size (base pairs) of the amplified fragments is indicated. M: 1 kb marker (100-12. 000 bp).
14 Figure 2. Electrophoretic separation in 0.8% agarose gels of purified pDNA from transformed E. cultures. coli DH5α. Note in both cases the greatest electrophoretic migration of the band corresponding to the plasmid in supercoiled state. M, 1 kb marker (100-2. 000 bp). 5 Figure 3. Electrophoretic separation in agarose gels of the supernatants and of the pDNA contained in the nanocapsules after their disintegration with sodium bicarbonate. The presence of pDNA outside the capsules (supernatant) is not detected. The encapsulation maintained the functional form of the pDNA (supercoiled state). M, 1 kb marker (100-12. 000 bp). 10 Figure 4. Electrophoretic separation in agarose gels from naked pDNA subjected to different pH values (2, 4, 7 and 9) and at different times (0, 10, 20, 30, 45, 60, 90 minutes) in an in vitro system. 1 Kb: molecular size marker (100 - 12. 000 bp). 15 Figure 5. Electrophoretic separation in agarose gels from the encapsulated cDNA in calcium alginate and subjected to different pH values (2, 4, 7 and 9) and at different times (0, 10, 20, 30, 45, 60, 90 minutes) in a system in vitro 20 Figure 6. Electrophoretic separation in agarose gels from the pDNA encapsulated in chitosan nanospheres subjected to different pH values (2, 4, 7 and 9) and at different times (0, 10, 20, 30, 60, 90 minutes) in an in vitro system . Figure 7 (1): Feed granules with cDNA nanocapsules incorporated in the mass 25 before granulation (lot A) and with the same nanocapsules incorporated in their surface after immersion (lot B) observed under natural light, without any difference being appreciated . (2): The same granules of (1) observed with ultraviolet light (at 312 nm). Note the fluorescence emission from encapsulated DNA stained with SYBR Green ® throughout the mass of the granules A, but only on the surface in the 30 granules B. (3): Sheets from the cross section of the previous granules observed under ultraviolet light (λ 312 nm). Note the fluorescence emission from encapsulated DNA stained with SYBR Green® in the sheet from granule A. but only on the outer surface of the sheet from granule B. 35 Figure 8. Electrophoretic separation in agarose gels of the PCR products obtained from the tissue extracts (muscle, intestine and liver) of the control fish (without administration of pDNA) for the pair of primers specified after 7, 15, 30 and 60 post-administration days. 40 Figure 9. Electrophoretic separation in agarose gels of the PCR products obtained from the tissue extracts (muscle, intestine and liver) of the fish that were administered feed with cDNA nanocapsules for the pair of primers specified after 7, 15 , 30 and 60 days post-administration. 45 Figure 10. Electrophoretic separation in agarose gels of the PCR products obtained from the tissue extracts (muscle, intestine and liver) of the fish to which the naked pDNA was administered by intramuscular injection to the pair of primers specified after 7, 15, 30 and 60 days post-administration. 50 Figure 11. 13-galactosidase activity (UA / mL) measured in the muscle, liver and gut extracts from gilthead over 60 days. (A) administration of the oral preparation (I THINK) containing the plasmid pCMVβ. (B) administration of the same plasmid
15 by intramuscular injection (IM). No β-galactosidase activity was detected in any of the controls. " Preferred Embodiment of the Invention The embodiment of the invention is described in more detail by the following examples. The examples of preferred embodiment are oriented exclusively to provide a more complete description of the selected embodiments of the invention and should not be considered as limiting the scope thereof. When describing the preferred embodiment of the present invention, the indicated specifications can describe it as a sequence of steps to be followed in a very specific order. However, considering that the preparation of the preparation is not limited to the particular order of the steps to follow established in this document, its obtaining 15 should not be limited to the particular sequence described. It is clear that any person skilled in the art would appreciate that it is possible to obtain a similar product by varying the sequence of steps, and therefore, the particular order of the steps to be described in the preferred embodiment of the invention should not be construed as a limitation of The claims. Therefore, the sequence of steps to be followed for the embodiment of the invention can be varied in the order, but it would still remain within the scope of the present invention. Example 1: Plasmid multiplication protocol and procedure for encapsulation 25 The experimental work has been carried out with a plasmid construction that has been designed to express control genes in eukaryotic organism cells. The expression vector pCMVβ (GenBank accession number: U02451) has been used. This plasmid construction is marketed by Clontech Laboratories lnc (Ciontech. 30 2013a), and is a modified version of the preceding plasmid pCMV (MacGregor and Caskey, Construction of plasmids that express E. coli β-galactosidase in mammalian cells. Nucleic Acids Res. , 1989, volume 17, pages 2365-2365). The plasmid contains the human cytomegalovirus (CMV) promoter, the apex SV40 polyadenylation signal, an ampicillin resistance gene as a marker for the selection of plasmids transformed with the plasmid, and a lac-Z control gene which is expressed using the molecular machinery of eukaryotic cells and that codes for the enzyme β-galactosidase. 40 1. E. transformation coli DH5α with the model plasmid The plasmid was used to transform E. bacteria separately. coli DH5α, selecting only the colonies transformed by a LB culture medium (Luria Bertani) that included ampicillin. From one of the transformed colonies a mass bacterial culture was obtained from which the plasmid DNA was purified using the commercial kit Qiagen Plamid Maxi (Sigma-Aldrich, Madrid, Spain), according to the instructions proposed by the manufacturer. Once purified, the quality and integrity of the pDNA was analyzed by performing 1% agarose gel electrophoresis, verifying that the proportion of DNA in a supercoiled circular state (greater migration in the gel) 50 was higher than that of the rest of the plasmid species (circular or open, less mobility in the gel). The identification of the pDNAs in the transformed bacteria and in the purified pDNAs was confirmed by conventional PCR. The procedure followed in each of these stages is described in more detail below.
16 In order to obtain competent cells, it was necessary to prepare 6 mL of Escherichia coli (E. coli DH5a) in an inclined tube with LB medium, which was kept under stirring at 37 ° C for 24 h. After this time, 2 mL of the culture was inoculated into 50 mL of LB medium with 10 mM MgSO4 (45 mL of LB medium and 5 mL MgSO4), and the whole was kept under gentle stirring at 37 ° C until an optical density was reached. (λ 600 nm) of 0.5, using the culture medium itself as blank. The initial culture was distributed at a rate of 10 mL in sterile 15 mL Falcon tubes that were kept in an ice bath for 10-15 min. Subsequently, these were centrifuged at 2. 000 rpm and 4 ° C for 10 min, discarding the supernatant. The cell pellet was then resuspended in 3.2 mL of RF1 reagent (6 g RbCI, 4.95 g MnCl2 * 4H2O, 1.47 g CH3CO2K, 10 0.75 g CaCl2 * 2H2O and 59.5 mL of glycerol in water distilled up to 500 mL), and the whole was adjusted with 0.2 M acetic acid to pH 5.8. The cell suspension was then incubated for 15 min in an ice bath. Subsequently, it was centrifuged under the same conditions above, and the precipitate was resuspended in 2 mL RF2 reagent (mixture 2 mL MOPS 0.5 M (3- (n-morpholino) -propanesulfonic acid-4-15 morpholinopropanesulfonic acid), 0.12 g RbCI, 1.1 g CaCI2 * H2O, 11.9 mL glycerol and 100 mL of distilled water, which was adjusted with NaOH until a pH of 6 was reached. 8). The cell suspension was cooled on ice for 15 min. Reagents RF1 and RF2 were sterilized by filtration (0.45 µm, Millipore, Madrid, Spain). Finally, the suspension of competent bacteria was distributed in 100-200 µL aliquots, maintaining cold conditions, and these were stored at -80 ° C until use. The transformation of E. cells Competent coli with plasmids was performed in ice bath. For this, 50 µL of the plasmid sample was suspended in 50 µL of sterile TE buffer (1M Tris-HCI, 0.5 M EDTA at pH 8), and the mixture was kept in an ice bath. Then 100 µL of the previously thawed competent cell suspension was added. The mixture was subjected to thermal shock keeping it 15 min on ice, followed by 3 min at 37 ° C and finally another 5 min on ice. Then 900 µL of LB was added to the mixture, stirring gently for 1 hour at 37 ° C. After this time, a seeding of the E cells was performed. coli DH5α in solid LB medium with ampicillin to select bacteria transformed with the plasmid. At 24 hours, 12 resistant colonies were selected from each of the cell cultures transformed with each pDNA. 35 2. Confirmation of colonies transformed by PCR The 12 colonies selected for each plasmid were reseeded in petri dish with LB medium supplemented with antibiotic by dividing the plate into 12 equal grids. The plate was incubated for 24 h at 37 ° C to allow bacterial growth. A sample with a sterile 1 µL pipette tip was taken from the colony of each grid, and this was placed in a PCR tube next to 10 µL of ultrapure water. The DNA samples were amplified by PCR (Eppendorf Ibérica, Madrid, Spain) following the standard protocol used in the laboratory. The conditions of the PCR cycles included an activation step of 5 min, followed by 36 cycles of 1 min at 95 ° C, followed by 2 min 50 ° C and 1 min at 72 ° C, with a final extension step at 72 ° C for 10 min. . The amplification process was completed at 4 ° C. To confirm the presence of plasmid pCMVβ (GenBank accession number: 50 U02451) in the selected colonies, three pairs of primers were used that amplify by PCR three specific regions of the same length, whose sequences are indicated in the SEQUENCE LISTING section, and whose denomination has been the following:
17 Pair 1, formed by primer F3237, sense primer, with the number SEQ ID NO 1 in the sequence listing attached, and by primer R3918, antisense primer, with number SEQ ID NO 2 in the sequence listing. This pair generates a 682 base pair PCR product. 5 Pair 2, formed by primer F5714, sense primer, with number SEQ ID NO 3 in the sequence listing, and by primer R6959, antisense primer, with number SEQ ID NO 4 in the sequence listing. This pair generates a 1346 base pair PCR product. 10 Pair 3, formed by primer F729, sense primer, with the number SEQ ID NO 5 in the sequence listing, and by primer R2089, antisense primer, with number SEQ ID NO 6 in the sequence listing. This pair generates a PCR product of 1361 base pairs. 15 The PCR reaction was carried out in three batches of 12 tubes for each pair of primers, each corresponding to one of the colonies of bacteria selected after transformation with the pDNAs. 1 µL of the bacterial suspension (sample of the suspended bacterial colony and ultrapure water) and 14 µL of the premix for PCR was added to the tube. The final concentration for all PCR components in the 20 reaction volume (25 µL) was 10 nmol of each dNTPs, 4 nmol of each first plasmid specific, 20 ng / µL of genomic DNA extract, 0.5 units of Taq polymerase Amplitaq Go Taq (GoTaqFiexi DNA polymerase, PROMEGA) and 5 µL of Taq buffer pH 8.5 (5X Green GoTaqFiexi Buffer, Biomol, Madrid, Spain) and 2 mM MgCl2. 25 The PCR products were separated into 1% agarose gels [2 g of agarose in 200 mL of TBE buffer (1X) and 5 µL of SYBR GREEN (Biomol. , Madrid, Spain)], and displayed on an ETXF transilluminator (Vilber-Lourmat, Madrid, Spain) using a filter that provides a wavelength of 312 nm. In general, 7 µL of 30 PCR products were applied per well. 3. Mass culture of E. coli and plasmid DNA purification The liquid culture medium used for mass culture of E. colonies. Transformed coli 35 was 10 g / L of tryptone, 5 g / L of yeast extract and 5 g / L of NaCl (pH 7.2). This medium was sterilized at 121 ° C for 20 m in. On the first day, 5 mL of LB (sterile) culture medium, 50 µL of the E suspension was introduced into a flask. coli (in which the presence of pDNA 40 was previously confirmed by PCR) and 5 µL ampicillin (0.1 g / mL). The culture was kept under stirring for 24 h at 37 ° C. On the second day, 5 mL of the culture medium from the previous day was taken, and transferred to 45 ml of LB (sterile) culture medium with 45 µL of ampicillin. The whole was kept under constant stirring for 24 h at 37 ° C. On the third day, the culture was scaled to a 1 L Erlenmeyer flask, incorporating the 50 ml of culture medium with the activated bacteria, in 750 ml of LB (sterile) with 750 µL of ampicillin. After keeping the culture under stirring for 24-48 h at 37 ° C, it was centrifuged at 6. 000 rpm for 10 min in 250 mL bottles, removing the supernatant, and recovering the cell pellet that was frozen at 80 ° C until use. The culture was continued until a fresh bacterial biomass of approximately 15-18 g was obtained, quantity 50 recommended for subsequent purification of pDNA. Plasmid purification was performed from bacterial biomass using the Gigaprep Gen Elute HP SelectPiasmid Kit (Sigma-Aldrich, Madrid, Spain) following the
18 manufacturer's instructions. Thus, about 15-18 g of bacterial biomass was started and 50 ml of an aqueous solution containing the plasmid DNA was obtained. Finally, the solution was distributed in 5 ml aliquots, and once frozen at -80 ° C they were lyophilized. 5 4. Quantification and integrity of plasmid DNA Each aliquot of lyophilized material was resuspended in 1 ml of ultrapure water to proceed with quantification of pDNA using the commercial DNA Quantitation Kit FluorescenceAssay kit (Sigma-Aldrich, Madrid, Spain). A standard curve 10 was prepared using a standard commercial DNA solution (Sigma-Aldrich) in the range of 3 to 1. 000 µg / mL prepared in 10 mM Tris-HCL buffer, 1 mM EDTA at pH 7.4. In the wells of a 96-cell plate for fluorimetry readings, 200 µL of a bis-benzamidine solution (2 µg / ml) prepared in fluorescence buffer (100mM Tris-HCI buffer, 10 mM EDTA, 2M NaCI at pH) were applied 7.4) and 2 µL of the corresponding 15 serial dilutions of the commercial DNA stock. The readings were made in a fluorimeter (Fluoroskanascent, Thermo, Madrid, Spain) using as excitation and emission wavelengths 355 and 460 nm, respectively. From the values obtained, the linear equation that relates the values of relative fluorescence units to the concentration of DNA in the problem samples was established. On the other hand, in addition to confirmation and quantification, the integrity of the purified DNA was also assessed by electrophoretic separation on 1% agarose gel. The proportion of pDNA in the supercoiled state (preserving its functionality, that is, its ability to transfer and express its information in eukaryotic cells), compared to the open or linear plasmid (inactive), was evaluated based on its electrophoretic migration differences in gels of agarose, as described in Tian et al. (Chitosan microspheres as candidate plasmid vaccine carrier for oral immunization of Japanese flounder (Paralichthys olivaceus). Int Imunopharm. , 2008, volume 8, pages 30 900-908). 5. Plasmid DNA encapsulation methods Two encapsulation procedures were used to obtain particles with different sizes; nanoparticles and micro and macrocapsules. 5. one. Encapsulation of pDNA in micro and macrocapsules For the formation of micro and macrocapsules, sterile 40 ml 15 ml tubes were introduced: 2 ml of sterile H2O, 3 ml of 3% sodium alginate (previously heated to 40 ° C to reduce its viscosity ) and 500 µL of the aqueous solution with the plasmid pCMVβ (450 mg DNA). The mixture was then homogenized well and kept in a bath at 40 ° C until use. This solution was passed through a STARTUP encapsulator equipment (Encapbiosystem INC, Switzerland), coupled to a series of nozzles which allow extrusion of the gelling solution through a hole with a diameter of 200 µm - 5 mm. The drops formed were dispensed in a gelling solution (3% CaCl2 dissolved in distilled H2O), in which they were kept under stirring for 30 min (220 rpm) in order to complete the gelation process. 50 The production of chitosan-coated capsules was performed as described above, except that in this case the gel solution contained, in addition to calcium chloride, 1 mL of chitosan (Sigma-Aldrich, Madrid, Spain) at 1%.
19 5. 2. Encapsulation of pDNA in nanoparticles The method is based on the formation of nanocomplexes between the DNA molecules and the chitosan due to electrostatic attractions caused by differences in charges between the two molecules. They were made following the procedure described by Kumar et 5 al. , Potential use of chitosan nanoparticles for oral delivery of DNA vaccine in Asían sea bass (Lates cacarifer) to protect from Vibrio (Listonella) anguillarum. Fish Shellfish Immunol. , 2008, volume 25, pages 47-56) with some modifications, starting from 500 µL of 0.5% sodium sulfate plus 500 µL of 0.5% chitosan (w / v) and 100 µL of the plasmid solution pCMVβ containing 0.2 g cDNA / mL. The mixture was homogenized in a vortex under intense stirring for 30 seconds, and allowed to stand for 30 min at room temperature. After this time, the vortex suspension was stirred again. Finally, the nanoparticles were recovered by centrifugation for 3 min at 12. 000 g 15 A sample of the nanoparticles was metallized and visualized by transmission electron microscopy (SEM; Hitachi SV-3500N, Hitachi High-Tech, Japan) in the Electron Microscopy service of the Central Research Services of the UAL. 20 Results 1. Quantification and integrity of ADNp. Initially, the presence of plasmid pCMVβ was confirmed in one of the colonies of E. 25 coli DH5α by the appearance of the amplified fragments using the primer pairs, specified above, in the PCR products (Fig. one). The concentration of purified pDNA was estimated by reading the fluorimeter after resuspending a lyophilized vial in 1 mL of purified water. The concentration of pDNA in the vials was estimated from the standard curve performed with commercial DNA, which is between 0.8-0.9 mg pDNA / vial. The structural integrity of the plasmid, determined by the presence of its supercoiled form, was electrophoretically confirmed (Fig. 2). 2. Encapsulation of the plasmid DNA sequences The two encapsulation procedures allowed to obtain particles capable of efficiently retaining the pDNA (Fig. 3). The encapsulation yield was very high (greater than 98%), and no pDNA was detected in the liquid media in which both types of capsules (supernatants) were prepared. In particular, the nanocapsules were very stable, and the interior pDNA could only be recovered when they were disintegrated with NaHCO3. It was also found that the encapsulation process did not reduce the proportion of pDNA in the supercoiled state. Example 2: Evaluation of the stability of capsules and plasmids of DNA 45 under conditions of in vitro gastrointestinal hydrolysis 1. Stability analysis of bare pDNA versus encapsulation at different pH values 50 Stability of pDNA was analyzed at acidic (2 and 4), neutral (7) and alkaline (9) pH, in order to cover the full range of possible pH values that plasmids could find during their transit through the digestive tract of fish with stomach.
20 In the case of the microcapsules, beakers were used in which 2.5 mL of buffer (0.1 M glycine-HCI for pH 2 and 4; and Tris-HCI for pH 7 and 9) were dispensed. A sample of naked pDNA, another of material encapsulated in calcium alginate and, a third of cDNA encapsulated in calcium alginate and covered with chitosan were used in the study. In the case of the naked pDNA, 180 µL of the solution of plasmid pCMVβ was added in each beaker, while in the case of the encapsulated material, 50 capsules were immersed in each of the buffered solutions to each of the values of pH tested, maintaining continuous stirring. At different times (0, 10, 20, 30, 45, 60, 90 min) a 50 µL sample of the solution containing the naked pDNA was taken, or, where appropriate, three capsules that were placed in eppendorf tubes. The capsules were disintegrated with 300 µL sodium citrate (0.1 M) and with the help of a pistil. The stability of the pDNA was analyzed by visualizing the samples after their electrophoretic separation in agarose gels. In the case of nanoparticles, the method was similar to that described for obtaining 15 capsules. In brief, the nanoparticle suspension was divided into 12 eppendorf tubes at a rate of 150 µL / tube, and these were centrifuged for 3 min at 12. 000 g The supernatant was then removed, and 150 µL of the different buffer solutions adjusted to pH 2, 4, 7 and 9 values were dispensed, the whole being initially agitated with a vortex, and subsequently kept under continuous stirring for 20 min. At different incubation times (0, 10, 20, 30, 60 and 90 min) samples were taken from each tube. The samples were centrifuged and the supernatant was removed. To the precipitate 150 µL of 0.4 M sodium bicarbonate was added, and the particles were disintegrated with the help of a pistil. The samples were kept for 24 hours at 4 ° C to complete the disintegration process. Finally, the integrity of the 25 pDNA in agarose gel electrophoresis was visualized. 2. Analysis of the integrity of the ADNp by electrophoresis. The integrity of the pDNA was checked by 0.8% agarose gel electrophoresis. 30 This percentage of agarose allows a visualization of the different species that make up the pDNA (supercoiled, circular or linear), especially in encapsulated DNA samples. In brief, 0.4 g of agarose in 50 mL of TBE plus 1.6 µL of SYBR GREEN® (fluorescent substance that specifically binds to the AON molecule) were prepared. In the first well, a marker (3 µL of milliQ water and 5 µL of the 1 kb marker) was introduced, and in the rest of the wells 5 µL of sample were applied. All samples were mixed with 2 µL of loading buffer before being applied to the agarose gel. The electrophoresis were developed at a continuous voltage of 90 V per gel for 45 min in a Labolan Max cuvette (Labolan, Madrid, Spain). The gels were visualized on an ETXF transilluminator (Vilber-Lourmat, Madrid, Spain) 40 using a 312 nm wavelength filter. Results 1. Analysis of the stability of the naked pDNA against encapsulation at different pH values. one. one. PH stability analysis of naked pDNA. Fig. 4 shows the results obtained after incubation of the plasmid in solutions with different pH. Plasmid pCMVβ was extremely unstable at pH 2, since at 10 min all the pDNA disappeared (supercoiled, circular and linear plasmid). At pH 4 a progressive decrease of the band corresponding to the supercoiled form was evidenced as the residence time in an acidic environment progressed,
21 fact that cancels its functionality. The neutral (7) and alkaline (9) pH values did not affect the electrophoretic mobility of the pDNA, as verified by observing the fraction corresponding to the supercoiled plasmid, indicating a marked stability of the functional form of the plasmid. 5 1. 2. Analysis of the pH stability of the pDNA in calcium alginate capsules Fig. 5 shows that encapsulation in calcium alginate prevents degradation of pDNA under acidic conditions that occurs when naked plasmids are used (Fig. 4). However, incubation of the capsules at pH 2 results in a progressive reduction of 10 the intensity of the plasmid band in the supercoiled state, while observing an increase in that of less electrical mobility (non-functional circular shape). In contrast, when the capsules were incubated at pH 4, the plasmid was not affected after 90 min incubation. Incubation of the capsules at pH 7 and 9 did not modify the supercoiled structure of the pDNA. 15 1. 3. Analysis of the pH stability of the pDNA in chitosan nanoparticles The results indicated that the nanospheres protect plasmids from extreme pH values (Fig. 6). At pH 2 the protective effect was less, however the two bands of the pDNA could be recovered after 90 min. In the nanoparticles subjected to pH 4 the two bands were recovered, although their intensity was considerably reduced. Similarly, it was noted that part of the pDNA added to the wells did not migrate in the agarose gel, a fact that shows the enormous stability of the chitosan-cDNA interaction in this type of nanoparticles. 25 Example 3: Preparation of feed containing pDNA and in vivo evaluation of the same in juveniles of golden sea bream (Sparus aurata) 3. one. Preparation of the feed and evaluation of the distribution of the pDNA in the granules In order to check whether the amount of pDNA incorporated into the mass of the feed granules by the proposed procedure (described in detail in the corresponding section), is greater than the amount incorporated by means of the procedures based on the application on the surface of the granules of the solution of ADNp, granules of identical composition were elaborated, but following both strategies. 35 A feed mass consisting of fishmeal (60%), degreased soybean meal (20%), and wheat flour (10%) as main components was prepared, in addition to small amounts of fish oil, soybean lecithin , squid flour and vitamin and mineral complex. To the mass of feed was added volumes of a solution of chitosan nanocapsules containing 1 mg / mL pDNA (the same plasmid pCMVβ used in the previous examples). The mixture was homogenized in a semi-industrial kneader, and then the dough was introduced into a granulating press (model 14-175, Amandus Kahl Ibérica, S. L. , Madrid) to obtain feed pellets with a diameter of 0.8 cm. The final concentration of pDNA was 10 45 µg of pDNA per g of feed. In order to visualize the homogeneity of the distribution of the incorporated pDNA by nanocapsules to the feed mass, a small amount thereof (lot A) was prepared following the same procedure described, but in this case, the nanoencapsulated 50 pDNA was previously stained with SY8R Green®, a fluorescent compound that interacts specifically with the DNA molecule, and emits green coloration when UV light of λ 312 nm falls on it. Next, the feed granules were made as previously indicated.
22 Another part of the mass of ingredients was not added pDNA during mixing (batch B), but once the feed granules were formed, they were immersed for 5 min in a nanoencapsulated solution of pDNA (1 mg / mL) and previously dyed with SYBR Green®. The granules were then removed and dried in an oven at 37 ° C in the dark. 5 Next, both batches (A and B) of ultraviolet light of λ 312 nm were struck, in order to observe the possible emission of fluorescence. 3. 2. Detection of the expression of vehicular genes in pDNA vectors administered orally versus intramuscularly in gilthead specimens (Sparus aurata). Rehearsal in vivo. 3. 2. one. Animals and facilities 15 The in vivo studies were carried out at the facilities of the research aquarium of the University of Almeria, an animal experimentation center authorized by the Ministry of Agriculture of the Junta de Andalucía. 60 specimens of sea bream (Sparus aurata) were used, with an average weight of 20 grams. The animals were acquired from a commercial pre-fat farm, and after the corresponding period of 20 quarantine they were introduced into the experimental tanks. The fish were fed twice a day, with a usual maintenance ration based on a commercial feed, in a daily amount equivalent to 2% of their live weight (0.4 g per fish per day). After an acclimatization period of 15 days, the tests were started. 25 3. one. 2. Detection of transfer of plasmid DNA to animal tissues by PCR. Administration of plasmids to fish 30 An essential requirement was to ensure that each fish received the same amount of plasmid DNA both orally and parenterally. Three groups of fish were arranged: i) control, to which no exogenous DNA was administered; ii) intramuscular administration (i. m. ) of naked pDNA, iii) oral administration of feed containing nanoencapsulated pDNA. 35 For this study, 5 fish were taken for each of the experimental lots and sampling times, for a total of 60 animals: 3 experimental lots x 4 times (7, 15, 30 and 60 days) x 5 replicates. 40 Special care was taken regarding dosing, so that each fish was given the same amount of plasmid pCMVβ specifically 40 µg of pDNA. For intramuscular administration, 100 µL of 0.85% NaCl solution containing 40 µg of pDNA was injected in a single administration. In the case of the oral route, the experimental feed (containing 100 µg of pDNA per gram) was offered to the fish in an amount equivalent to 2% of the biomass (0.4 g), so that each fish ingested 40 µg of ADNp. From this experimental administration, the animals received feed with the same composition, but without incorporated pDNA, for a period of 60 days, taking 5 50 fish from each of the experimental batches at 7, 15, 30 and 60 days after the administration of ADNp.
23 Sampling After the fish was slaughtered, extremely scrupulous handling was carried out avoiding cross-contamination between animals that received plasmids and those that did not (controls). Work was always started first with the control animals. Samples of dorsal muscle, intestine and liver were extracted from all fish, and were immediately introduced into liquid nitrogen. DNA extraction from fish tissues 10 The extraction procedure was based on the homogenization of samples of tissues previously sprayed in liquid N, and on the subsequent use of the commercial kit DNeasy Tissue Kit (Quiagen), according to the instructions manufacturer. The quality of the extracted DNA was determined by electrophoretic separation in 0.8% agarose gels, and its quantification was carried out spectrophotometrically (Nanodrop 2000, Thermo 15 Scientific) by measuring the absorbance ratio at 260 and 280 nm. Amplification of plasmid DNA fragments by PCR The DNA extracted from the different tissues was used in PCR reactions with specific primers for different areas of plasmid pCMVβ under the conditions described in Application Example 1. For the identification of plasmid pCMVβ, the PCR products were resolved by 1% agarose electrophoresis using the primer pairs indicated in SEQUENCE LISTING section, with the numbers SEQ ID NO 1 to SEQ ID NO 6. Simultaneously, the amplification of a fragment of the constitutive gene of gilthead 13-actin was used as a positive PCR control, using a pair of primers designed by our laboratory, whose sequences are indicated in the SEQUENCE LISTING section, and whose designation has been the following: 30 Actin couple, formed by the β-actinF primer, sense primer, with the number SEQ ID NO 7 in the attached sequence listing, and by the β-actinR primer, antisense primer, with the number SEQ ID NO 8 in the sequence listing. This pair generates a 1325 base pair PCR product. 35 Detection and quantification of lacZ gene expression in muscle tissue The possible expression of the lacZ control gene contained in plasmid pCMVβ, involves the intracellular synthesis of the bacterial enzyme β-galactosidase, whose expression can be measured by an enzymatic assay. Therefore, the presence of β-galactosidase activity in tissues, if any, would have as its only origin the expression of the bacterial lacZ gene contained in the pCMVβ expression vector in fish cells. That is, its origin would be exogenous, since it is a bacterial enzyme that is not constitutionally present in fish. This β-galactosidase activity can be quantified in the homogenates of the different tissues studied according to the procedure described by An et al. (Expression of bacterial β-galactosidase in animal cells. Mol Cell Biol. , 1982, volume 2, pages 1628-1632), using o-nitrophenyl-β-D-galactopyranoside (ONPG) as a substrate, and measuring spectrophotometrically at λ 420 nm in microplates the amount of o-nitrophenol released from the substrate by action of the enzyme β-galactosidase.
24 Results Evaluation of the incorporation of pDNA into the feed granules In Figure 7, two types of feed granules can be observed, one of them with 5 nanocapsules of pDNA incorporated in the dough before granulation (A) and the other type , with the same nanocapsules incorporated in its surface after immersion of the previously manufactured granule in a solution of said nanocapsules (B). Under natural light (1) it is not possible to appreciate any difference. However, once subjected to ultraviolet light (2), fluorescence emission from encapsulated cDNA stained with SYBR Green® can be observed throughout the mass of the granules A, but only on the surface in the granules B. When thin sheets are obtained from said granules (3), by cross-sections, and observed under ultraviolet light (λ 312 nm), fluorescence emission from encapsulated pDNA held with SYBR Green® on the sheet can be checked A, but only on the outer surface of the sheet B. PCR amplification of pDNA fragments present in fish tissues 20 The results of Fig. 8 show that in the control fish, which did not receive pDNA in any way, no fragments of the plasmid pCMVβ were detected in any of the tissues studied in view of the absence of PCR products when specific primers were used. On the contrary, PCR products were obtained from the amplification of the DNA of the muscle, liver and intestine homogenates when the first pair of primers was used (F3237 / R3918, 682 bp, SEQ ID NO 1 and SEQ ID NO 2) at all sampling times (7, 15, 30 and 60 days) post-ingestion, when the pDNA was administered orally through the feed with nanocapsules (Fig. 9). 30 These results demonstrate that there has been a transfer of plasmid pCMVβ DNA when it is administered to fish encapsulated in chitosan nanoparticles and within the mass of the feed to the different tissues of the fish. Another important fact is that this transfer has been extended in time up to at least 60 days. This persistence of plasmids over time is within the range observed in previous studies, such as that of Tian et al. (The formulation and immunization of oral poly (DL-Iactide-co-glycolide) microcapsules containing a plasmid vaccine against lymphocystis disease virus in Japanese flounder (Paralichthys olivaceus). lnt lmmunopharm. , 2008, volume 8, pages 900-908) with alginate microcapsules and Tian et al. (Chitosan microspheres as candidate plasmid vaccine carrier for oral immunization 40 of Japanese flounder (Paralichthys olivaceus). Vet Immunol Immunopat. , 2008, volume 126, pages 220-229) with chitosan microcapsules, where a transfer of pDNA to different tissues (gills, intestine, spleen and kidney) of Japanese sole (Paralichthys olivaceus) was verified by RT-PCR at 10 and 90 days after oral administration. 45 When pDNA was administered without encapsulation and parenterally (IM, Fig. 10), only PCR products (682 bp) are observed for the primer pair F3237 / R3918 (SEQ ID NO 1 and SEQ ID NO 2, respectively) in the muscle at all sampling times (7, 15, 30 and 60 days). On the contrary, no fragments of pDNA were observed either in the intestine or in the liver. This result seems in line with the possible path through the anatomy of the pDNA fish during the process of plasmid migration from the injection site.
25 to the rest of the tissues. Thus, it seems reasonable that in the tissue closest to the injection site the amount of residual pDNA is greater than in tissues as distant as the intestinal mucosa and liver. Quantification in muscle tissue of the β-galactosidase activity resulting from the expression of the lacZ gene contained in the plasmid pCMVβ administered orally and parenterally. In Fig. 11 shows the measured β-galactosidase activity of the muscle, intestine and liver homogenates of both the control gilthead and the two groups at which 10 pDNA (feed and IM) were administered, at different sampling times (7, 15, 30 and 60 days). The results indicate that there was a greater β-galactosidase activity in the muscle, intestine and liver extracts when the pDNA was administered orally by feed. Activity values were higher in intestine and liver compared to muscle. With respect to the administration of pDNA in free form and by parenteral route (IM), it was lower than that observed using the oral route, and the highest levels of activity in the muscle were detected. The β-galactosidase activity in the control fish was nil. This result is in line with the detection of 20 specific fragments of pDNA in the different tissues by PCR in the fish to which the plasmid was administered by any of the routes, while these sequences were not detected in the control fish. In these application examples it has been possible to detect the expression of the exogenous enzyme 25β-galactosidase after oral or intramuscular administration of the control gene that codes for this enzyme. This expression is long term, up to 60 days after its administration. These results of persistence in the muscle coincide with those of Verri et al. (Assessment of DNA vaccine potential for gilthead sea bream (Sparus aurata) by intramuscular injection of a reporter gene. Fish Shellfish Immunol. , 2003, volume 15, 30 pages 283-295), who also observed transfer phenomena of up to 60 days when this same expression vector was injected intramuscularly also in gilthead. In other studies in fish, it has been found that the total duration of expression of exogenous proteins encoded by genes transported in pDNA in tissues varies from less than 1 week (Rahman and Maclean, Fish transgene expression by 35 direct injection into fish muscle. Mol Mar Biol Biotechnol. , 1992, volume 1, pages 286-289) over 115 days (Anderson et al. , Gene expression in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) following intramuscular injection of DNA Mol Mar Biol Biotechnol. , 1996, volume 5, pages 1 05-113) depending on the species and the gene considered, always using the intramuscular route. 40 Accordingly, expression of the control gene contained in pCMVβ has been demonstrated for β-galactosidase activity after oral and parenteral administration in gilthead. On the other hand, these results propose the vehiculation and protection of encapsulated cDNA and included within the mass of the feed for oral administration, being able to be an adequate tool for the protection of the same against gastrointestinal barriers, ensuring its subsequent release in the target organs Therefore, these results indicate the viability of this protection as a vehicle for DNA vaccines in fish. fifty