Por: Redacción de PAM*

La aparición de la cepa bacteriana Ia-2021 de Streptococcus agalactiae transformó la estreptococosis en una crisis regional para la acuicultura latinoamericana, afectando gravemente las exportaciones. Al eludir la inmunidad de los peces previamente vacunados, esta variante ha alterado el patrón epidemiológico tradicional. A diferencia de brotes históricos, esta variante ataca todas las etapas de producción, provocando bacteriemia aguda y lesiones necrotizantes graves. Frente a este desafío, el diseño de una prueba PCR discriminatoria ofrece la solución técnica necesaria para la bioseguridad del sector.

La tilapia (Oreochromis spp) es una de las especies acuícolas más importantes del mundo, ya que contribuye de manera significativa a la seguridad alimentaria, el empleo y el desarrollo económico. Sin embargo, los brotes de enfermedades amenazan la sostenibilidad del sector, en particular las infecciones causadas por Streptococcus agalactiae (estreptococo del grupo B, GBS), el patógeno bacteriano más importante que afecta a la tilapia a nivel mundial. Los signos clínicos de la estreptococosis incluyen comportamiento anómalo al nadar, pérdida de apetito, hemorragias, exoftalmos, agrandamiento de órganos y acumulación de líquido abdominal. Las estrategias de prevención incluyen: bioseguridad, vacunas, probióticos, cría selectiva y antibióticos.

Para estudiar la epidemiología de S. agalactiae, los investigadores utilizan la tipificación de polisacáridos capsulares (CPS, por sus siglas en inglés) y la tipificación de secuencias multilocus (MLST). Los tipos CPS Ia, Ib y III son los más comunes en la tilapia en el mundo, aunque su distribución varía según la región. El tipo CPS Ib predomina en América y África, mientras que los tipos CPS Ia y III son más comunes en Asia. El análisis MLST agrupa estas cepas en varios complejos clonales, lo que ayuda a los investigadores a rastrear las transmisiones y la evolución.

En 2021, surgió en México una nueva cepa del tipo CPS Ia que se propagó rápidamente por América Central y América del Sur. Conocida como Ia-2021, esta cepa infectó a tilapias de todos los tamaños, provocó signos clínicos inusuales y no fue controlada de manera eficaz por las vacunas existentes. El brote afectó gravemente a la acuicultura latinoamericana, provocando descensos en la producción, cierre de granjas y reducciones importantes en las exportaciones de pescado de países como México, Honduras, Costa Rica y Colombia. Como respuesta, los investigadores se propusieron documentar los brotes, reproducir la enfermedad experimentalmente, estudiar la historia evolutiva de la cepa mediante genómica comparativa y desarrollar herramientas de diagnóstico para distinguir esta cepa emergente de otras variantes de S. agalactiae.

La cepa Ia-2021 demuestra la capacidad de eludir de manera eficaz las vacunas comerciales desarrolladas contra los tipos tradicionales de CPS Ia y III. Esto evidencia que el tipo capsular por sí solo resulta insuficiente para conferir inmunidad contra variantes emergentes.

Resultados

México

En septiembre de 2021, los alevines, los peces en fase de engorda y los experimentaron tasas de mortalidad inesperadas del 30-40% a temperaturas del agua de entre 30 y 40°C. Los alevines presentaban hepatomegalia  con  hemorragias  (Figura 1a), mientras que los peces de mayor tamaño mostraban pústulas hemorrágicas, hígado pálido, hemorragias en los órganos, invaginación intestinal grave y lesiones necróticas en el músculo esquelético, así como necrosis gonadal (Figura 1b). La histopatología reveló hepatitis necrotizante grave, meningoencefalitis, miositis y bacteriemia coccoide generalizada. Se aisló S. agalactiae CPS tipo Ia ST7 de todos los peces y se identificó como la cepa emergente Ia-2021.

Guatemala y El Salvador

En julio de 2022, se observaron tasas de mortalidad del 20-25% en ale-vines y reproductores. Los peces presentaban opacidad corneal, hepatomegalia, acumulación de líquido intestinal, invaginación intestinal y necrosis muscular grave. La histopatología identifica meningitis granulomatosa, miositis, meningomielitis, discospondilitis y bacteriemia grave. La reacción en cadena de la polimerasa (PCR, por sus siglas en inglés) confirmó la presencia de S. agalactiae CPS tipo Ia-2021 en muestras combinadas de hígado, bazo y cerebro.

Honduras

Durante los meses de agosto y septiembre de 2022, se produjeron episodios de mortalidad atípica que afectaron a la tilapia en fase de engorda (5-10%) y, en menor medida, a reproductores y alevines. Los hallazgos de la necropsia incluyeron hemorragia celómica, hepatomegalia, invaginación intestinal, meningoencefalitis y epicarditis. La histopatología reveló bacteriemia coccoide grave, bronquitis linfocítica, gastritis y perihepatitis granulomatosa. La cepa CPS tipo Ia ST7 se confirmó mediante PCR. También se detectaron coinfecciones con el virus del lago de la tilapia (TiLV, por sus siglas en inglés) y edwardsiellosis.

Colombia

A principios de 2023, la mortalidad superó el 25% en alevines y peces en fase de engorda. Las lesiones incluían pústulas mandibulares, exoftalmos, necrosis cerebral, hepatomegalia, necrosis ovárica y testicular, invaginación intestinal y necrosis del músculo esquelético (Figura 1c, 1d). La citología y la histopatología revelaron una bacteriemia grave por bacterias Gram-positivas en hígado, bazo y riñones (Figura 1e). La PCR confirmó que las cepas aisladas eran del tipo CPS Ia-2021.

Streptococcus agalactiae es el patógeno bacteriano más importante que afecta mundialmente a la tilapia (Oreochromis spp). Los signos clínicos de esta infección incluyen un comportamiento anómalo al nadar, exoftalmos, hemorragias generalizadas, agrandamiento de órganos y una rápida acumulación de líquido abdominal.

Prueba experimental en tilapia del Nilo

La infección experimental con la cepa MO-Q-166 en tilapia del Nilo provocó una mortalidad rápida y grave. La inyección intraperitoneal (IP) produjo una mortalidad acumulada del 90-100% en un día, mientras que la inyección intramuscular (IM) causó una mortalidad del 70-100% con una progresión ligeramente retardada. No se produjo mortalidad en los grupos de control. Los signos clínicos incluyeron nado errático, heces en forma de hilos largos, hemorragias en aletas y piel, hígados pálidos y moteados, bazo y riñones inflamados, necrosis intestinal, pústulas en aletas dorsales y pedúnculos caudales hemorrágicos.

Secuenciación del genoma completo

Se generaron ensamblajes de genomas completos circularizados de alta calidad para todas las cepas, con una cobertura superior a 60X. El tamaño de los genomas osciló entre 2.06 y 2.27 Mb, con un contenido de GC del 35.6-35.9%. Todas las cepas pertenecían a los tipos ST7 y CC7 según el análisis MLST. Algunas cepas del tipo CPS Ia contenían un plásmido muy similar al plásmido CS2108 procedente de China.

Genómica bacteriana comparativa

El análisis comparativo identificó una diferencia importante en la longitud del gen ssr-1. En los aislados de referencia del tipo CPS Ia, el gen me-día 2,925 pb. En cambio, los aislados Ia-2021 portaban una versión mucho más grande, de aproximadamente 10,200 pb (Figura 2a). Se encontró una deleción única de 15 pb dentro de la región 5´ conservada de srr-1 exclusivamente en las cepas Ia-2021 (Figura 2b); el análisis con herramienta de búsqueda de alineamiento local básico (BLAST, por sus siglas en inglés) relacionó esta deleción con una cepa china procedente de tilapias enfermas.

Filogenia del genoma completo

El análisis filogenético basado en alineaciones de polimorfismos de nucleótido único (SNP, por sus siglas en español) demostró que todas las cepas Ia-2021 formaban un clado fuer-temente respaldado, distinto de otras cepas de tipo CPS Ia. La cepa china se agrupó dentro del grupo Ia-2021, lo que sugiere una relación evolutiva. Además, un nuevo ensayo de PCR dirigido a la deleción de 15 pb en srr-1 diferenció con éxito a Ia-2021 de otras cepas de tipo Ia. La presencia de un amplicón de 838 pb identificó cepas normales de tipo CPS Ia, mientras que su ausencia indicaba Ia-2021.

Validación de la especificidad del ensayo

Las pruebas ciegas identificaron con precisión diez cepas Ia-2021 y nueve cepas no Ia-2021. La secuenciación del genoma completo confirmó los resultados y el análisis filogenético separó las cepas emergentes de las no emergentes. También se identificaron cuatro subclados geográficos, incluyendo grupos distintos de Colombia, México, China y Belice/ Guatemala/Honduras.

Científicos optimizaron un ensayo de PCR multiplex con 19 cebadores capaz de identificar simultáneamente los diez tipos conocidos de CPS e identificar específicamente la cepa Ia-2021. Esta herramienta molecular es clave para las futuras estrategias de prevención sanitaria.

Optimización del ensayo mPCR para todos los tipos de CPS de S. agalactiae

El nuevo par de cebadores se incorporó al ensayo de PCR multiplex existente, lo que permitió la identificación simultánea de cepas Ia-2021. La optimización a 57°C con un volumen de reacción reducido mejoró el rendimiento. El ensayo también funcionó de manera eficaz utilizando PCR de colonias directamente a partir de cultivos en agar sangre de oveja.

Discusión

La aparición de la cepa S. agalactiae CPS tipo Ia-2021 provocó graves pérdidas económicas y el cierre de explotaciones en varios países de América, convirtiéndose en una de las amenazas bacterianas más perjudiciales para la acuicultura de la tilapia. Esta nueva cepa demostró su capacidad para eludir las vacunas existentes y alteró significativamente el patrón epidemiológico tradicional de la estreptococosis. Mientras que los brotes anteriores afectaban principalmente a peces en fase de engorda de más de 50 g, en especial a los de más de 200 g, la cepa Ia-2021 causó infecciones agudas en todas las etapas de producción, desde alevines de 0.5 g hasta reproductores. Los peces infectados presentaron hemorragias graves, bacteriemia e intususcepción, lo que a menudo provocaba una mortalidad rápida (Figura 1). También se observó un fracaso de la vacuna en peces previamente inmunizados contra los tipos Ia y III de CPS, indicando que el tipo de CPS por sí solo es insuficiente para proporcionar inmunidad contra la cepa emergente. Estos hallazgos pusieron de relieve la necesidad de herramientas de diagnóstico específicas para identificar la nue-va variante y mejorar las estrategias de vacunación.

Los ensayos experimentales en laboratorio reprodujeron con éxito los signos clínicos observados en los brotes de campo y cumplieron los postulados de Koch. Tanto las inyecciones intraperitoneales como las intramusculares produjeron síntomas similares, entre ellos nado errático, hemorragias, palidez del hígado y necrosis intestinal. La progresión de la enfermedad fue extremadamente aguda, con una mortalidad que comenzó tan pronto como 12 horas después de la infección. Los resultados sugirieron que la cepa CPS tipo Ia-2021 produce una progresión más rápida de la enfermedad que las cepas CPS tipo Ib descritas con anterioridad, lo que demuestra su alta virulencia. Para distinguir esta cepa emergente de otras cepas aisladas de CPS tipo Ia, se realizaron análisis genómicos comparativos. Uno de los principales descubrimientos fue una variación única en el gen srr-1, que codifica proteínas implicadas en las interacciones entre el huésped y el patógeno. Las cepas Ia-2021 contenían un gen srr-1 significativamente más largo y una deleción específica de 15 pb (Figura 2). Estas diferencias permitieron el desarrollo de una prueba de PCR discriminatoria capaz de identificar de forma fiable las cepas Ia-2021 por la ausencia de un amplicón de 838 pb.

Los análisis filogenéticos basados en SNP revelaron que las cepas Ia-2021 se agrupaban según su origen geográfico, formando subclados de México, Colombia, América Central y una cepa de China. Aunque el origen exacto de la cepa sigue siendo incierto, los resultados demostraron la utilidad de las filogenias de SNP para el seguimiento epidemiológico del patógeno.

Por último, los investigadores optimizaron una prueba de PCR multiplex que contiene 19 cebadores capaces de identificar correctamente los diez tipos de CPS conocidos, al tiempo que diferencian específicamente las cepas Ia-2021. Esta herramienta representa un avance importante para la vigilancia epidemiológica, el desarrollo de vacunas y las futuras estrategias de prevención y control de la estreptococosis en la acuicultura de la tilapia.

Conclusión

El estudio demuestra que la aparición del S. agalactiae de tipo CPS Ia-2021 representa una amenaza crítica para la acuicultura de la tilapia en América Latina. Su alta virulencia, su capacidad para afectar todas las etapas de producción y el fracaso de las vacunas anteriores revelan la rápida adaptación del patógeno. Además, el desarrollo de nuevas herramientas moleculares y análisis genómicos proporciona soluciones esenciales para la vigilancia epidemiológica, el control de la enfermedad y las futuras estrategias de prevención en la industria acuícola.

Esta es una versión resumida desarrollada por el equipo editorial de Panorama Acuícola Magazine del artículo “EMERGENCE, IDENTIFICATION, AND CHARACTERIZATION OF A NOVEL STREPTOCOCCUS AGALACTIAE CPS TYPE IA ST7 STRAIN (IA-2021) CAUSING LARGE SCALE MORTALITIES IN TILAPIA AQUACULTURE” escrito por LAFRENTZ, B. R.- United States Department of Agriculture – Agricultural Research Service (USDA- 9 ARS) y Aquatic Animal Health Research Unit, BARATO, P.-CORPAVET y MolecularVet SAS, Colombia, KELEHER, W.R.- Kennebec River Biosciences, USA, JOHNSTON, A.E.- United States Department of Agriculture – Agricultural Research Service (USDA- 9 ARS) y Aquaculture Research Institute, University of Maine, RAFTERY. M. y ABERNATHY, J.W., United States Department of Agriculture – Agricultural Research Service (USDA- 9 ARS). La versión original, incluyendo figuras, fue publicada en MAYO de 2026 en SCIENTIFIC REPORTS. Se puede acceder a la versión completa a través de https://www.nature.com/articles/s41598-026-52208-0