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Suplementación alimentaria con una mezcla probiótica de Bacillus para el control de Vibrio patógenos en camarones cultivados – Panorama Acuícola Magazine
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Suplementación alimentaria con una mezcla probiótica de Bacillus para el control de Vibrio patógenos en camarones cultivados

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Por: Rex Ferdinand M. Traifalgar, Rowena E. Cadiz, Emelyn Joy G. Mameloco, Fredson H. Huervana, Carmelo del Castillo, Mark R. Napulan, Ramir Lee y Craig L. Browdy*

Una estrategia efectiva contra las mortalidades masivas causadas por las infecciones de Vibrio harveyi y Vibrio parahaemolyticus en Penaeus vannamei cultivados.

El cultivo de Penaeus vannamei es una industria de miles de millones de dólares. Sin embargo, con la intensificación de los sistemas de cultivo para satisfacer la creciente demanda del mercado, el cultivo se enfrenta a desafíos debido a la aparición de patógenos emergentes que amenazan su viabilidad económica y sostenibilidad.

Hasta la fecha, la industria ha sufrido graves pérdidas económicas debido a los brotes de patógenos bacterianos que incluyen Vibrio parahaemolyticus y Vibrio harveyi luminoso. V. parahaemolyticus es conocido como el agente causante del síndrome de mortalidad temprana (EMS, por sus siglas en inglés), técnicamente conocido como enfermedad aguda de necrosis hepatopancreática (AHPND).

“Esta enfermedad es causada por una cepa de V. parahaemolyticus (VpAHPND) con neurotoxinas de insectos altamente patógenas para los camarones, la cual se ha asociado con mortalidades masivas en granjas camaroneras en la región de Asia Pacífico. La enfermedad de vibriosis luminosa causada por V. harveyi, un patógeno bacteriano importante en camarones cultivados, causa mortalidades de hasta el 100% en laboratorios y granjas de engorda.”

El control eficiente de patógenos bacterianos en peces, con la aplicación de probióticos, está bien establecido. De manera similar, se conocen algunos reportes sobre la aplicación de bacterias probióticas de ácido láctico para controlar infecciones por AHPND en camarones.

Sin embargo, la información sobre probióticos efectivos para controlar tanto el patógeno luminoso V. harveyi como VpAPHND es muy limitada o inexistente. Además, la efectividad de un consorcio probiótico aplicado para controlar Vibrio, que causa enfermedades en camarones, no ha sido completamente analizada.

Este artículo describe el trabajo realizado para evaluar la efectividad de una mezcla de probióticos de Bacillus de especies mixtas, para prevenir la infección causada por V. harveyi luminoso y VpAPHND, en juveniles cultivados de P. vannamei.

Ensayo de alimentación

Para evaluar la eficacia de los probióticos de especies mixtas de Bacillus, se realizó una prueba de alimentación empleando grupos de P. vannamei que se mantuvieron con dietas suplementadas con los probióticos de prueba y un grupo de control que no recibió suplementación de probióticos.

“En este estudio se analizó una mezcla seleccionada de especies mixtas de Bacillus (RescueTM Zeigler USA), que se conoce por sus propiedades inhibitorias contra el Vibrio. Los juveniles de prueba (1.0 g de peso promedio) se obtuvieron de un laboratorio local en la isla de Panay, Filipinas. El ensayo tuvo cinco tratamientos en triplicado.

Los camarones experimentales se distribuyeron aleatoriamente en 15 tanques de plástico, con una capacidad de 135 litros, a una densidad de 80 organismos por tanque. El grupo de tratamiento incluye el control negativo (un grupo), los controles positivos (dos grupos, uno expuesto a V. harveyi y otro a V. parahaemolyticus), y los dos grupos tratados que recibieron dietas suplementadas con RescueTM (uno expuesto a V. harveyi y otro a V. parahaemolyticus).

El grupo de control negativo se mantuvo con dietas sin suplementación de probióticos y sin exposición a patógenos. El control positivo, se alimentó con dietas sin suplementos de probióticos, pero expuesto a los patógenos V. harveyi y V. parahaemolyticus. Al grupo tratado, se le suministró dietas suplementadas con probióticos y se expuso a los patógenos bacterianos de prueba.

“Los organismos experimentales fueron alimentados diariamente con un 10% de su peso corporal. La asignación de alimento se dividió, de forma equitativa, en cuatro raciones (8:00 a.m., 11:00 a.m., 2:00 p.m. y 6:00 p.m.).”

Antes del inicio de la prueba de exposición al patógeno, los grupos tratados (dos grupos) fueron alimentados con dietas suplementadas con probióticos (RescueTM, 1 g/kg, 109 UFC/kg de alimento), durante 6 días, para iniciar la colonización probiótica en el intestino (Figura 1).

Suplementación alimentaria con una mezcla probiótica de Bacillus para el control de Vibrio patógenos en camarones cultivados

Después del período de prealimentación de 6 días, los grupos expuestos a patógenos fueron desafiados solo durante la alimentación de las 8:00 am, con dietas recubiertas con V. harveyi y V. parahaemolyticus a una concentración LC50 de 107 UFC/g de alimento.

Durante el ensayo, se registraron y recolectaron diariamente los camarones muertos en cada grupo experimental, para calcular las tasas de mortalidad entre los grupos de control y los grupos experimentales. El ensayo terminó el día 21, 15 días después de la exposición al patógeno.

Para confirmar el mecanismo de actividad inhibitoria del probiótico al Vibrio, también se realizó un ensayo de inhibición in vitro con la finalidad de evaluar la actividad bactericida contra V. parahaemolyticus y V. harveyi. La actividad bactericida directa del probiótico se evaluó como una zona clara de inhibición cuando el probiótico se colocó en la capa de los patógenos sembrados en un medio sólido.

Los resultados se analizaron mediante SPSS16, con un nivel de significancia establecido en 0.05. El conteo bacteriano se transformó logarítmicamente, antes de someterse a un análisis de varianza de un solo factor (ANOVA), para determinar la existencia de diferencias entre los tratamientos para cada periodo de muestreo.

Los resultados con diferencias significativas, se sometieron a un análisis post hoc aplicando la Prueba de Tukey.

Inhibición de Vibrio patógeno

Los resultados de este ensayo confirmaron que los probióticos RescueTM exhibieron una potente actividad bactericida contra los patógenos de prueba, V. parahaemolyticus y V. harveyi. La actividad bactericida directa de los probióticos se manifestó como una zona clara de inhibición cuando el probiótico se colocó en la capa de los patógenos sembrados en un medio sólido (Figura 2a y 2b).

Suplementación alimentaria con una mezcla probiótica de Bacillus para el control de Vibrio patógenos en camarones cultivados

Recuento total de Bacillus en el intestino

Los resultados indicaron que, la suplementación dietética de los probióticos de Bacillus de especies mixtas influyó en los recuentos totales de Bacillus en el intestino de los grupos de camarones tratados, en comparación con los grupos de control (Figura 3).

Suplementación alimentaria con una mezcla probiótica de Bacillus para el control de Vibrio patógenos en camarones cultivados
En el grupo de tratamiento con RescueTM, los recuentos totales de Bacillus en el intestino de camarones mostraron un aumento significativo a partir del día 3. El aumento significativo en los contenidos de Bacillus en el intestino, durante la fase inicial de cría, indicó la colonización de los probióticos aplicados.

Se sabe que las especies de Bacillus son colonizadoras de la superficie y, también, se sabe que colonizan eficazmente el tracto digestivo de los organismos acuáticos. Sin embargo, en el presente trabajo, se encontró que el nivel de recuentos de Bacillus en el intestino era similar en todos los grupos de tratamiento en las últimas semanas del ensayo.

Los datos sugieren que los Bacillus endógenos también estaban presentes en el intestino de los camarones, específicamente en el grupo de control negativo. Se sabe que las especies de Bacillus forman la microflora natural del intestino de los organismos acuáticos y se ha documentado que están presentes en el intestino de los camarones.

El aumento en los recuentos de Bacillus, en el intestino del grupo de control, podría atribuirse al crecimiento de esta flora bacteriana normal, en respuesta a los nutrientes provenientes de los alimentos.

Menores recuentos totales para V. harveyi y VpAHPND

Los recuentos totales de colonias de V. harveyi en el intestino del grupo tratado con probióticos fueron menores que en el grupo de control positivo, en todos los períodos de muestreo (Figura 4a).

Suplementación alimentaria con una mezcla probiótica de Bacillus para el control de Vibrio patógenos en camarones cultivados
Sin embargo, la diferencia en recuentos no fue estadísticamente significativa entre los tratamientos. La mayor colonización intestinal de Bacillus en el grupo que recibió cepas probióticas mixtas, podría explicar la tendencia hacia recuentos más bajos de V. harveyi luminoso en el intestino de los camarones. No se observó V. harveyi en el intestino del grupo de control negativo.

A diferencia de los recuentos de colonias de V. harveyi en el intestino, los recuentos de colonias de V. parahaemolyticus en el intestino de los camarones fueron similares en todos los tratamientos y no se pudo observar una clara influencia de la adición de probióticos (Figura 4b).

Sin embargo, los recuentos de colonias de V. parahaemolyticus en el hepatopáncreas sugirieron que fueron significativamente más bajos en el grupo tratado con probióticos, en casi todos los periodos de muestreo.

Estos datos indican que, la aplicación dietética de la mezcla de probióticos, promovió la colonización activa de los probióticos de Bacillus en el intestino de los camarones y, en efecto, podría haber inhibido las poblaciones de los patógenos V. harveyi y V. parahemolyticus en el mismo.

Eficacia de los probióticos mixtos de Bacillus en la prevención de la mortalidad

Los resultados de la prueba de desafío de infección indicaron que el grupo tratado con probióticos RescueTM, mostró una mejora del 33% (Tratado, 60%) en la supervivencia en comparación con el grupo de control (Control, 46%) cuando estuvo expuesto a V. harveyi luminoso infeccioso.

De manera similar, la suplementación con los probióticos mixtos de Bacillus mostró un aumento del 40% en la supervivencia (Tratado, 66%) en comparación con el grupo de control (Control, 47%) después de la exposición a V. parahaemolyticus patógeno (Figura 5).

Suplementación alimentaria con una mezcla probiótica de Bacillus para el control de Vibrio patógenos en camarones cultivados

Esta mejora en la supervivencia podría atribuirse a la eficiente colonización intestinal de las cepas de Bacillus en la mezcla de probióticos, que podría haber inhibido la entrada al tejido intestinal, la infectividad y/o la patogenicidad de V. harveyi luminoso y V. parahaemolyticus causante de AHPND.

La supervivencia, significativamente mayor, observada en los grupos tratados podría estar asociada con los recuentos numéricamente más bajos de los patógenos bacterianos en el intestino de los camarones. Estos resultados podrían respaldar la hipótesis de que la supresión de la patogenicidad de V. harveyi y V. parahaemolyticus, debido a la suplementación con RescueTM, podría estar relacionada con la alta actividad de colonización intestinal, indicada por recuentos más altos de Bacillus en el intestino de los camarones.

“La colonización eficiente de Bacillus de RescueTM podría haber reducido las poblaciones intestinales de V. harveyi y V. parahaemolyticus, inhibiendo la infección y/o la patogenicidad en el hepatopáncreas.”

El hepatopáncreas se considera el principal tejido objetivo de V. harveyi y V. parahaemolyticus. Se sabe que V. parahaemolyticus manifiesta su patogenicidad al infectar y dañar las células hepatopancreáticas de los camarones.

La colonización eficiente de los probióticos RescueTM podría haber impedido la entrada de estos patógenos en el hepatopáncreas y/o reducido su patogenicidad, lo que resultó en una supervivencia significativamente mayor en el grupo de tratamiento en comparación con el grupo de control positivo.

En conjunto, los hallazgos mostraron que la suplementación dietética con probióticos mixtos de Bacillus podría reducir las poblaciones de V. harveyi y V. parahaemolyticus patógenos, disminuir su virulencia y/o mejorar la resistencia de P. vannamei contra estos agentes infecciosos bacterianos.

Será necesario realizar investigaciones adicionales para profundizar en el mecanismo el modo de acción de la reducción observada en la mortalidad. La suplementación dietética de probióticos RescueTM demostró ser un enfoque efectivo de biocontrol para minimizar la mortalidad y las pérdidas económicas asociadas causadas por la vibriosis luminosa y la AHPND en el cultivo comercial de P. vannamei.

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Este artículo es patrocinado por ZEIGLER BROS., INC.

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