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Probióticos: solución microbiana para la Enfermedad de la Necrosis Hepatopancreática Aguda

La Enfermedad de la Necrosis Hepatopancreática Aguda afecta a los camarones peneidos, ante la cual los probióticos representan una importante herramienta en la permanente batalla contra sus efectos adversos en los cultivos.

El Síndrome de Mortalidad Temprana (EMS, por sus siglas en inglés) o Enfermedad de la Necrosis Hepatopancreática Aguda (AHPND, por sus siglas en inglés) es una enfermedad que afecta a los camarones peneidos, causando graves pérdidas económicas y una mortalidad significativa, de hasta el 100%, en especies de camarón de cultivo.

“Hasta 2015, solo en Tailandia, el brote de AHPND representó un costo de más de 5 mil millones de dólares estadounidenses para el sector (Shinn et al., 2016). Desde entonces, publicaciones más recientes sugieren una pérdida adicional de 1 mil millones de dólares por año en Asia y América Latina.”

Dichas cifras consideran apenas las pérdidas directas por mortalidad, por lo cual, es probable que la cifra real sea mucho mayor si se consideran los costos de diagnóstico, tratamiento y mano de obra, sumados a la percepción potencialmente negativa de los consumidores y el acceso al mercado.

Las altísimas tasas de mortalidad de los camarones infectados se deben a la disfunción y destrucción del hepatopáncreas (Lightner et al., 2014). No se produce una respuesta inflamatoria al agente causal, Vibrio spp., porque esta enfermedad EMS/ AHPND es provocada por una toxina (Han et al., 2015) codificada por un plásmido (Yang et al., 2013; Tran et al., 2013).

“Se ha demostrado que diversas especies de Vibrio, no solamente el Vibrio parahaemolyticus, son portadoras de este plásmido patógeno.”

Una comparación de secuencias genómicas ha revelado que el plásmido patógeno codifica genes homólogos a los genes de la toxina (Pir) relacionada con el insecto Photorhabdus (Kondo et al., 2014).

Las toxinas Pir actúan como proteínas binarias, son codificadas por los genes PirA y Pir B y ambas proteínas son necesarias para la toxicidad oral (Blackburn et al., 2006; Ahantarig et al., 2009; Han et al., 2015). Se ha demostrado que PirB es una lectina hemaglutinante (Santos et al., 2020).

Como parte del complejo tetramérico PirABvp, se une a los glucosaminoglucanos (amino azúcares) de los receptores de membrana en los epitelios del hepatopáncreas de los camarones para desencadenar el desprendimiento masivo de dichas células en la etapa final de la enfermedad EMS/AHPND.

“Pese a que muchos informes pueden documentar la inhibición del Vibrio, aún existe poca información sobre cómo degradar la toxina de la EMS/AHPND, evitando así el efecto nocivo de esta toxina PirABvp en los camarones.”

Recientemente se ha reportado uno de las pocas investigaciones iniciales en ese sentido, se trata de estudios in vitro realizados en el Laboratorio de Acuicultura y el Centro de Referencia Artemia de la Universidad de Ghent, los cuales han demostrado que el Bacillus subtilis DSM 33018 es capaz de degradar la toxina PirB causante de la EMS/AHPND, una de las dos subunidades necesarias para provocarla en los camarones.

El B. subtilis DSM 33018 forma parte de la gama de productos probióticos AquaStar® (Biomin®).

Una vez obtenidos resultados positivos in vitro, el próximo paso fue analizar si el B. subtilis era capaz de rescatar a los animales infectados de la mortalidad vinculada a la EMS/AHPND, empleando un modelo gnotobiótico de Artemia.

Se probó el B. subtilis junto con componentes probióticos individuales y su combinación, AquaStar®, todos a 107 UFC/ml (Figura 1). El tratamiento con Bacillus redundó en tasas de mortalidad significativamente más bajas (37% versus 53% en el grupo de control).

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Enterococcus sp., LactoBacillus sp. y Pediococcus sp. por sí solos fueron capaces de reducir la mortalidad tras el desafío con la toxina (40, 43 y 50% de mortalidad, respectivamente) aunque no de forma significativa.

Es interesante observar que la mortalidad más baja, y por lo tanto la mejor protección (23% de mortalidad) se logró con la mezcla de las cepas analizadas (AquaStar®).

Esto demuestra los beneficios complementarios y sinérgicos de la combinación de Bacillus sp. con bacterias del ácido láctico. En comparación con el grupo control, AquaStar® redujo la mortalidad de Artemia en un 57%, en términos reales.

“Pese a que la Artemia representa una robusta especie de crustáceo modelo, aún queda por determinar si el B. subtilis por sí solo ayuda a combatir la EMS/AHPND en los cultivos de camarones.”

De todos modos, cuando los camarones (Litopenaeus. vannamei) se desafiaron con V. parahaemolyticus (AHPND-positivo) productor de la toxina PirAB, la suplementación con AquaStar® Growout (combinación de Bacillus sp. y bacterias del ácido láctico) redujo la mortalidad de forma significativa.

En el primer ensayo in vivo, se inyectó por vía intramuscular (IM) a camarones (L. vannamei) con V. parahaemolyticus (AHPND-positivo; 5 x 104 UFC/camarón) después de 12 semanas de alimentación con el probiótico AquaStar® Growout a 3 g/kg.

En el grupo suplementado con probióticos se observaron tasas de supervivencia significativamente más altas después que la infección hubiera seguido su curso (Figura 2; Kesselring et al., 2019).

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Este resultado demuestra los importantes beneficios inmunomoduladores de AquaStar®, pero aún restan dudas sobre el efecto real, ya que la inyección intramuscular o intraperitoneal elude el intestino que es un importante mecanismo de defensa del organismo.

Esto es especialmente cierto en el caso de los probióticos, uno de cuyos principales modos de acción puede ser la exclusión competitiva.

En el segundo ensayo in vivo se usó una vía de infección más natural por inmersión (una hora de inmersión a 1.25 x 106 UFC/ml) en camarones (L. vannamei) con una cepa de V. parahaemolyticus (AHPND positivo).

Se observaron tasas de supervivencia significativamente más altas en los camarones que recibieron la preparación con cuatro especies de bacterias probióticas (AquaStar® Growout, 5 g/kg, Figura 3). La supervivencia fue del 53% en el grupo tratado con probióticos frente al 33% del grupo de control, lo cual indica una mejora en términos reales del 60%.

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Es importante destacar que los organismos probióticos Gram positivos, como los que están presentes en la gama de productos AquaStar®, no participan en procesos de transferencia horizontal de genes con organismos Gram negativos como Vibrio spp., por lo cual, es poco probable que adquieran genes de resistencia o virulencia o plásmidos de especies de Vibrio (Moriarty, 1999).

Se suele argumentar que la EMS/AHPND es una enfermedad de manejo, por lo cual no hay ninguna solución milagrosa.

En algunos países, como Tailandia, se han demostrado las ventajas que puede tener un enfoque holístico para hacerle frente a estas patologías, teniendo en cuenta, entre otras cosas, una estricta bioseguridad, el manejo de los residuos y del agua de los camarones, la buena calidad de los alimentos, el uso de aditivos y camarón SPF.

Sin embargo, los resultados antes mencionados demuestran claramente que los probióticos, en especial los probióticos multigénero, desempeñan un rol clave y representan una importante herramienta en el arsenal de los acuicultores en su permanente batalla contra las enfermedades del camarón.

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La versión informativa del artículo original está patrocinada por: DSM

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Las referencias y fuentes consultadas por el autor en la elaboración de este artículo están disponibles bajo petición previa a nuestra redacción.
Esta es una versión resumida desarrollada por DSM Animal Nutrition & Health del artículo “B. SUBTILIS DSM33018 IS ABLE TO DEGRADE PIRB AND ALLEVIATES AHPND IN ARTEMIA”, cuya versión original fue publicada en JULIO de 2020, y se puede acceder a través de https://www.biomin.net/science-hub/b-subtilis-dsm33018-is-able-to-degrade-pirb-and-alleviates-ahpnd-in-artemia/

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