Patógenos en Acuacultura

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Actividad antimicrobiana ubicua de un nuevo aditivo para piensos contra varios patógenos presentes en los sistemas acuícolas

omo una fuente potencial de proteínas del mañana, para una población en constante crecimiento, la industria de la acuicultura enfrenta varios desafíos. Para alcanzar la demanda, se debe maximizar el rendimiento de  la producción. De esta manera, los productores siempre aumentan sus densidades de repoblación, pasando de una cultivo intensivo a un superintensivo, lo que conduce a nuevas apariciones y propagaciones de patógenos con una multiplicación de brotes de enfermedades.

Las primeras personas afectadas por estos problemas son los productores. Esta presión patógena afecta significativamente la economía de cultivo, por lo que la principal solución a este problema sigue siendo el uso de antibióticos, gracias a su fácil uso en el tratamiento curativo y sus efectos rápidos y visibles. Desafortunadamente, el uso y abuso de productos químicos plantea problemas de salud pública, debido a la resistencia a los antibióticos y los efectos adversos sobre el medio ambiente. Entonces, este remedio participa en la mala imagen asociada a la producción acuícola y produce cambios en la opinión pública

Sin dudas se está trabajando en las  investigaciones para explorer las alternativas. Este artículo informa sobre el uso de un fitógeno natural, basado en extractos de plantas específicamente seleccionados, para controlar un amplio espectro de patógenos en los sistemas acuícolas. La historia del producto comenzó a partir de un laboratorio, asociado con las pruebas de RID, y terminó en el campo a una escala más grande y comercial. Por lo tanto, los efectos antimicrobianos de este fitógeno han sido investigados tanto in vitro como in vivo, lo que proporciona una retroalimentación sólida y pragmática sobre sus beneficios.

Mecanismos de acción 

El amplio espectro de la actividad antimicrobiana de este aditivo para piensos se basa en mecanismos de acción particulares con objetivos comunes entre los patógenos: las proteínas. Las propiedades antimicrobianas de este fitógeno son proporcionadas por los Compuestos Orgánicos de Azufre (SOC) a partir de extractos de Alliacea. La familia Alliaceae incluye 13 géneros y 600 especies. Los principales representantes son cebolla, ajo, puerro, chalotes y cebolletas.

Algunos estudios de investigación plantean la posibilidad de que, en sistemas biológicos, los SOC puedan penetrar muy rápidamente en diferentes compartimentos de las células donde ejercen sus efectos biológicos. Dependiendo del patógeno, hay varias formas en que los SOC pueden penetrar en las células (consulte la figura 1)

Debido a su bajo peso molecular, los SOC pueden difundirse fácilmente mediante diferentes procesos en el volumen interno de las vesículas, en el citoplasma de bacterias (Gram o Gram +) o en virus. Ese es el caso en Gram, donde la capa de peptidoglicano es pequeña.

Los SOC dan las propiedades antibacterianas fitogénicas, debido a las diferentes interacciones con los compuestos celulares. Una vez en la célula, los SOC se combinan con ciertas proteínas para alterar la fijación y dislocar las funciones tiol, contenidas en puentes disulfuro involucrados en la estructura de proteínas y enzimas. Sin su conformación 3D, las proteínas desnaturalizadas ya no son funcionales (ver figura 2).

Entre las funciones alteradas, la expresión génica, el metabolismo energético y la síntesis de proteínas se encuentran algunas funciones asociadas, cuya alteración conduce a un mal funcionamiento global de la célula, a su apoptosis final y luego a la muerte del patógeno (ver figura 3).

Para las bacterias, los SOC parecen dirigirse a múltiples vías, incluida la modulación de las actividades enzimáticas (por ejemplo, glutatión S-transferasa, involucrada en varias vías vitales), la inhibición de las enzimas de ADN (girasa, polimerasa), la afección de la vía intrínseca para la muerte celular apoptótica y maquinaria de ciclo celular. Los SOC también pueden bloquear la síntesis de poliaminas, así como interrumpir los microtúbulos celulares (que forman el citoesqueleto y el huso mitótico en las células), solicitados para la división celular.

Los efectos antiproliferativos y antimicrobianos de los compuestos SOC parecen estar relacionados con la inducción de la apoptosis celular, resultado de la alteración de las células patógenas. Para los virus, los SOC alterarán la proteína de su cápside. Sin la protección del genoma proporcionada por esta proteína envuelta, los virus morirán en el mismo modelo que la apoptosis de células microbianas.

Potencial del producto: Evaluación de tres escalas

In vitro, la eficacia del producto se ha evaluado mediante pruebas de concentración inhibitoria mínima (MIC) y concentración de bactericida mínima (MBC). Usando métodos de microdilución, el efecto de inhibición del crecimiento del fitógeno contra una amplia gama de patógenos, de los sistemas de acuicultura de agua de mar y agua dulce, se ha comparado con la CIM de extractos naturales que se sabe  tienen un alto potencial antimicrobiano, como el carvacrol, el orégano y los aceites de tomillo, citral , el aceite de cítricos y eugenol, del aceite de clavo.

Además, para evaluar el potencial real de este producto como una alternativa a los antibióticos, se compararon MIC y MBC con los antibióticos comunes utilizados en acuicultura (oxitetraciclina, eritromicina y enrofloxacina).

Los resultados in vitro indicaron que este aditivo para piensos mostró una amplia acción bactericida, ya que mostró una alta eficacia contra las bacterias grampositivas y gramnegativas. Además, mostró la actividad antimicrobiana más fuerte, en comparación con los productos en especie. El fitogénico experimental presentó la CIM más baja de 16 a 125 ppm en comparación con 32 a 250 ppm para carvacrol, 64 a 1,000 ppm para citral y 64 a 2000 ppm para eugenol (consulte la Tabla 1).

También demostró una concentración inhibitoria y bactericida mínima en el mismo orden de magnitud (menos de una unidad logarítmica de diferencia) que los antibióticos probados (Tabla 2). Sobre la base de estos prometedores estudios, el producto se aplicó en ensayos de desafío. Los ensayos de laboratorio in vivo se han llevado a cabo en diferentes especies: peces de agua dulce (Lubina), peces de agua caliente (Tilapia) y camarones marinos, quienes fueron desafiados por diferentes patógenos en un protocolo de uso preventivo del producto.

Para comenzar, los animales se aclimataron a la condición experimental (de entre una a cuatro semanas), antes de ser alimentados continuamente con el alimento experimental, que contiene el fitógeno, a una concentración de 1-2 kg / tonelada de alimento (ver figura 4). Después de un período de tres o cuatro semanas, según la especie, los peces y los camarones fueron desafiados con el patógeno seleccionado y alimentados con el producto durante al menos dos semanas más después del desafío. Luego se observó supervivencia (ver figura 5).

Los resultados presentados en la figura 5 muestran claramente una mejora significativa de la supervivencia (ANOVA p <0.05), independientemente de las especies cultivadas y los patógenos asociados (bacterias o virus). El uso del fitógeno incrementó la tasa de supervivencia de los camarones en un 54 por ciento contra el Vibrio Parahaemolyticus, y en un 52 por ciento contra el síndrome de la mancha blanca, las dos enfermedades principales encontradas en la industria.

En peces, incluso si los resultados son un poco menos impresionantes (debido al sistema inmunitario existente para los peces y luego a una tasa de mortalidad más baja para el control), aún son significativos, y la reducción de la mortalidad también puede representar una ganancia económica confiable con un aumento de supervivencia de 18 por ciento para la lubina contra la Pasteurella y 19 a 12 por ciento para la tilapia contra el Streptococcus y la Francissella, respectivamente. Durante los ensayos de investigación, los resultados confirmaron el efecto antimicrobiano del fitógeno observado a escala de laboratorio. Para validar definitivamente estos beneficios, se ha llevado a cabo un último paso, pero no menos importante: pruebas en condiciones reales de cultivo.

Escala comercial

El efecto del fitógeno fue probado en condiciones de cultivo comercial para dos especies en Vietnam, (camarón y tilapia), y en Turquía para la dorada y la lubina. Para estos últimos peces, se llevaron a cabo cinco ensayos para evaluar los efectos del fitógeno en el control de la enfermedad, se reunieron aleatoriamente en condiciones naturales y se compararon con los de los antibióticos. Los peces habían sufrido de vibriosis, flexibacteriosis o infecciones parasitarias (ver tabla 3).

Curiosamente, el uso del producto a 5 kg / toneladas de alimento, durante los 20 días posteriores a la aparición de los primeros síntomas, lleva a un control completo de la enfermedad (al menos tan eficaz como los antibióticos) y una recuperación total con un regreso al estado metabólico inicial. de los animales.

Para la tilapia en jaulas, el fitógeno se aplicó temporalmente a una dosis de control de la enfermedad de 4 kg / tonelada de alimento durante los 14 días posteriores a la aparición de una infección estreptocócica. Se aplicó en la misma cantidad, durante una duración de 35 días, en camarones cultivados en estanques al aire libre después de la aparición de la vibriosis. El efecto antimicrobiano del fitógeno se confirmó, en condiciones de cultivo, donde apoyó significativamente la resistencia de la tilapia y el camarón (ANOVA p <0.05) cuando se desafiaron  con Streptococcus spp. y Vibrio spp. respectivamente (ver figuras 6 y 7).

Concluimos que este nuevo aditivo para piensos proporciona un control eficiente contra una variedad de patógenos y podría considerarse como un enfoque holístico y natural para reducir el uso de antibióticos en los sistemas acuícolas Los datos de los ensayos también mostraron la eficacia del aditivo funcional para contrarrestar los brotes de enfermedades y para mantener un rendimiento de crecimiento confiable y ganancias de la granja.

Además, este nuevo fitógeno se puede aplicar en una amplia gama de condiciones, ya sea de forma continua como agente profiláctico, o durante ciertos períodos críticos como agente curativo. La duración óptima de la aplicación es al menos 14 días antes de cualquier período crítico conocido, o después de la primera aparición de los síntomas de la enfermedad.

Recientemente, la eficiencia del producto se extendió a nuevas especies contra nuevos patógenos: Rickettsia (septicemia por rickettsias de salmónidos) en Chile. El uso a gran escala del producto ha mostrado beneficios, en términos de tasa de supervivencia y, luego, rentabilidad económica de la inversión.

También se han realizado nuevos ensayos contra el devastador y emergente Tilapia Lake Virus (TiLV) y se ha demostrado que los resultados positivos se confirman en condiciones de campo. En Vietnam, de los 219 estanques de camarones de 219 estanques que utilizan fitógeno, el 75 por ciento no mostró mortalidad y solo el 15 por ciento presentó mortalidad por EMS, el 4 % debido a WSSD y solo el 2 por ciento del síndrome de heces blancas. La historia de éxito está en curso, ¡necesitamos mantener el impulso!

Autor: Maxime Hugonin y Stéphane Frouel, MiXscience, Francia

Fuente: International Aquafeed

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algun nombre comercial o empresa que lo produce?