Los aditivos para piensos basados ​​en trastornos de detección de quórum pueden ayudar a combatir el EMS “

Los compuestos activos en la inhibición de QS pueden ser alternativas efectivas a los antibióticos en concentraciones bajas.

Figura 1: Inhibición de la percepción del quórum.

El Síndrome de Mortalidad Temprana (EMS) o la Enfermedad de Necrosis Hepatopancreática Aguda (AHPND) es una enfermedad del camarón que ha interrumpido la producción en los principales países productores de camarón desde 2009. Reportado por primera vez en China, se ha extendido a Vietnam, Malasia y Tailandia, y más recientemente a México y posiblemente a India.

Los brotes de EMS generalmente ocurren dentro de los primeros 30 días después de la introducción de estanques camaroneros recién creados, y la mortalidad puede exceder el 70 por ciento. El EMS es causado por cepas específicas de la bacteria relativamente común Vibrio parahaemolyticus, que se disemina por la boca, coloniza el tracto gastrointestinal de los camarones y produce una toxina que causa la destrucción de tejidos y disfunción del tracto digestivo de los camarones, llamada hepatopáncreas.

Como se informó durante las sesiones de gestión de salud de GOAL 2013, es probable que la patogenicidad de EMS / AHPND esté regulada por un mecanismo llamado percepción de quórum que permite a las colonias de Vibrio coordinar la liberación de una toxina fuerte.

Gestión de EMS

Debido a que el EMS es causado por Vibrio, que es difícil de erradicar de los entornos de producción acuícola, su control requiere un enfoque muy diferente al de las estrategias del virus del síndrome de la mancha blanca basadas en medidas de bioseguridad específicas. La prevención de la contaminación temprana en las etapas de eclosión y larva, con un monitoreo continuo del desarrollo microbiano, especialmente en el primer mes del ciclo, es crucial para el control de EMS.

En este contexto, se están estudiando sistemas intensivos de cría para la producción de camarones juveniles durante la etapa crítica afectada por el EMS. Estos sistemas proporcionan un excelente control sobre la nutrición y el entorno microbiano en comparación con el almacenamiento directo en estanques cultivados.

Control microbiano

No se recomienda el uso de antibióticos para controlar el desarrollo microbiano durante todo el proceso de producción, ya que puede provocar la aparición y el rechazo de resistencias por parte de reguladores y consumidores. La industria del camarón requiere formas alternativas de controlar los ecosistemas microbianos en los sistemas de producción.

Los enfoques sostenibles para modular la microflora intestinal en camarones incluyen el uso de probióticos, bacterias seleccionadas que infectan el intestino; y compuestos naturales específicos, denominados botánicos o fitobióticos, que son capaces de modular la microflora hacia una composición favorable.

Suponiendo que las formulaciones botánicas sean termoestables, se pueden agregar fácilmente al alimento en el molino y, por lo tanto, están presentes en todas las comidas desde el alimento inicial, sin necesidad de ajustar significativamente los protocolos de producción en viveros o granjas. Los fitobióticos que promueven una microflora intestinal saludable también apoyan la formación de bacterias probióticas y, por lo tanto, aumentan el impacto de las inoculaciones probióticas en los sistemas de producción. Varios estudios han demostrado la capacidad de los productos naturales para mejorar el crecimiento y la supervivencia del camarón.

Canales funcionales

Los alimentos funcionales que contienen curanderos intestinales permiten la introducción de concentraciones suficientes de agentes antimicrobianos naturales en el intestino del camarón durante cada comida. Estos flujos pueden ser un componente importante de cualquier estrategia de prevención de EMS. El éxito de este enfoque depende de la eficacia del promotor de salud intestinal elegido contra las bacterias patógenas involucradas en EMS.

Pueden seleccionarse mezclas sinérgicas de compuestos naturales por sus propiedades bacteriostáticas y bactericidas sobre una gama específica de bacterias patógenas in vitro. Mientras trabajaba en el Centro de Tecnología Nutriad, varias especies de Vibrio, incluida V. parahaemolyticus, parecían ser muy sensibles a un aditivo alimentario natural que consiste en una mezcla sinérgica de compuestos antimicrobianos (Tabla 1).

Coutteau, Eficacia de un producto botánico natural, Tabla 1

Especies patógenas Cepa Concentración mínima inhibidora (% de extracto) Región del hospedador Detección de elección
Documentado

Flavobacterium columnare LMG 10397 0,06 Tilapia, especies de peces de agua dulce No.
Listonella anguillarum LMG 4411 0,23 La mayoría de las especies de peces marinos
Fotobacteria damselae LMG 7892 0,47 Espino amarillo, gallineta nórdica, lenguado No.
Vibrio harveyi BB120 0,47 Erizo de mar, billar, camarón penaeid
Vibrio alginolyticus LMG 4409 0,94 Erizo de mar, botín, la mayoría de los peces de mar
Vibrio parahaemolyticus LMG 4423 0,94 Pescado de mar, camarón penaeid (EMS)
Edwardsiella ictaluri LMG 7860 1,88 Bagre
Edwardsiella tarda LMG 2793 1,88 Trucha, tilapia
Pseudomonas fluorescens DVK1 3,75 Lubina rayada, perca blanca, cola amarilla
Pseudomonas putida DVK2 3,75 Ayu, especies de peces de agua dulce
Yersinia ruckeri LMG 3279 3,75 Salmónidos, principalmente trucha arco iris
Aeromonas hydrophila LMG 2844 7,50 Salmónidos, ciprínidos, bagres, especies de peces de agua dulce
Aeromonas salmonicida LMG 3780 7,50 Salmónidos, ciprínidos, peces de agua dulce
Streptococcus iniae CCUG 27303 8,00% Trucha, tilapia y otros peces de agua dulce No.

Cuadro 1. Eficacia de los productos botánicos naturales contra los patógenos de la acuicultura. (Centro de Tecnología Nutriad, resultados internos, 2012.)

Percepción de quórum

Estudios recientes han demostrado que, además de los efectos bactericidas / bacteriostáticos directos, las combinaciones seleccionadas de compuestos antimicrobianos proporcionan la base para mecanismos más complejos para controlar la composición de la microbiota. En medicina humana, los compuestos activos en los trastornos de detección de quórum (QS) se están estudiando cada vez más como posibles alternativas a los antibióticos porque son efectivos en concentraciones bajas y la baja probabilidad de que las bacterias desarrollen estas moléculas no letales.

El quórum es una forma de comunicación bacteriana basada en la producción y secreción de moléculas de señalización que pueden ser detectadas por bacterias adyacentes. A medida que aumenta la densidad de población, estas moléculas se acumulan en el entorno extracelular, lo que proporciona a las bacterias un medio para controlar cuantitativamente la presencia de otras bacterias. Cuando estas moléculas de señalización alcanzan un cierto umbral de concentración, inician la señalización intrabacteriana, que finaliza con la activación de genes específicos.

Eliminación de un quórum

Según lo identificado por el investigador Dr. Tom Defoirdt y sus colegas en 2011, QS se asoció con patogenicidad, como la formación de biopelículas y la producción de proteasas, factores de invasión u otros factores de virulencia en la mayoría de las bacterias patógenas estudiadas para el quórum. En los últimos años, la investigación centrada en formas de interferir con la señalización QS, también llamada eliminación de quórum, ha atraído interés.

El bloqueo de la unión es una forma novedosa de evitar que las bacterias inicien la patogenicidad sin una presión selectiva para sobrevivir (Figura 1). Los estudios de los autores han demostrado que las mezclas sinérgicas de compuestos antimicrobianos naturales pueden actuar como potentes disruptores de la señalización bacteriana QS en un patógeno acuícola típico, como Vibrio harveyi, en concentraciones muy por debajo de las concentraciones inhibitorias mínimas.

Figura 2: Supervivencia de Artemia infectada con Vibrio harvey tratada con diferentes concentraciones de extracto antimicrobiano natural.

Estudios científicos recientes de Pande Gde Sasmita Julyantoro y Defoirdt han demostrado que los compuestos que interfieren con la detección de quórum pueden aumentar la artemia de los crustáceos infectados por Vibrio harveyi, incluidos los camarones gigantes de agua dulce, especies de Macrobrachium y camarones de salmuera. Los estudios de los autores de este artículo han demostrado de manera similar que los extractos altamente diluidos de un producto botánico sinérgico pueden proteger contra la artritis durante la infección por Vibrio harvey (Figura 2).

La determinación de las concentraciones de Vibrio en diferentes tratamientos experimentales mostró que el fuerte efecto bactericida del producto botánico era responsable de su protección a las concentraciones más altas del producto. Sin embargo, el efecto insignificante sobre las concentraciones de Vibrio en la arteremia, así como el agua en el agua de tratamiento expuesta a la dosis más baja, indicó que a concentraciones más bajas, el efecto protector del extracto botánico se debió al mecanismo de alarma QS.

(Nota del editor: este artículo se publicó originalmente en la edición de enero / febrero de 2014 de ).

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