Capacidad probiótica de microorganismos autóctonos de patagonia para el control de patógenos de usual ocurrencia en acuicultura

Abstract

La acuicultura es uno de los sectores de producción de alimento de más rápido crecimiento que provee actualmente casi la mitad de todo el pescado para consumo humano. Con la acuicultura intensiva en expansión a nivel mundial, los riegos asociados a la aparición y transmisión de bacterias patógenas aumentan. Un probiótico para acuicultura es un suplemento microbiano vivo que proporcionado a través de la dieta o en el agua beneficia la condición de los peces modificando la flora asociada a los mismos y al ambiente, mejorando el valor nutricional de los alimentos, la respuesta inmunológica de los peces, la eficiencia reproductiva, y la calidad del agua y del ambiente que los rodea. El objetivo de esta Tesis fue aislar cepas bacterianas autóctonas de ambientes acuáticos de la región patagónica y estudiar sus propiedades probióticas in vitroe in vivo, para evaluar su potencial utilidad en acuicultura. A partir de muestras del tracto gastrointestinal de organismos acuáticos de Patagonia se obtuvieron 149 aislamientos. Utilizando la técnicade la doble capa, se detectaron 58 aislamientos con actividad antimicrobiana contra alguno de los patógenos indicadores Aeromonas salmonicidasubsp. salmonicida, Lactococcus garvieae, Yersinia ruckeri yCarnobacterium piscicola. De dichos aislamientos, las únicas cepas cuya actividad antimicrobiana fue del tipo extracelular fueron T4, T15 y M5, y sólo contra C. piscicola. Estas cepas correspondieron al género Carnobacterium(99,93% homología en la secuencia del gen ARNr 16S con Carnobacterium maltaromaticumDSM 20345(T)). Además, se sumó al estudio la cepa H16,previamente aislada y parcialmente caracterizada, conactividad antimicrobiana extracelular contra A. salmonicida subsp. salmoniciday V. alginolyticus. La secuencia del gen ARNr 16S de H16 mostró 100% de homología con la de Lactobacillus pentosusJCM 1558(T). Carnobacteriumsp. T4, Carnobacteriumsp. T15, Carnobacteriumsp. M5 y Lactobacillus pentosusH16 mostraron baja resistencia a los antibióticos y ausencia de actividad hemolítica, las cuales son características positivas en cuanto a la seguridad microbiológica de estas cepas. La actividad antimicrobiana contra V. alginolyticusy A. salmonicidasubsp. salmonicidapresentada por H16 estuvo asociada con la producción de ácidos orgánicos. En cambio,la actividad antimicrobiana presentada por las cepas T4, T15 y M5 contra C. piscicolafue causada por la producción de bacteriocinas.Debido a la producción temprana del agente antimicrobiano y a su mayor título de inhibición, T4 fue elegida entre las cepas del género Carnobacteriumpara continuar los estudios. Así, las propiedades probióticas de T4, H16 y Lactococcus lactisTW34 (una cepa proveniente de la colección del laboratorio) fueron evaluadas en ensayos in vitroe in vivo. T4, H16 y TW34 mostraron tolerancia a la bilis de trucha arco iris (TAI) y resistencia a pH ácido, sugiriendo que podrían adaptarse a las condiciones del tracto digestivo de los peces. Además, las tres cepas fueron capaces de adherirse al mucus de TAI. La capacidad de adhesión al mucus es una condición favorable para posibilitar la colonización del intestino del pez. En particular, H16 fue capaz de inhibir la adhesión de V. alginolyticusy A. salmonicidasubsp. salmonicidaal mucus de TAI, bioencapsularse en nauplios de Artemia franciscanay protegerlos de la infección con V. alginolyticus. Estos resultados sugieren que H16 se podría administrar a través de portadores vivos, por ejemplo, en el cultivo de larvas. En ensayos in vivoutilizando el pez cebra como modelo, después de 14 días de administración de T4, H16 o TW34, los recuentos de bacterias totales disminuyeron en el intestino de los peces probablemente a expensas de las enterobacterias y Vibrio spp. que disminuyeron en promedio un orden y medio orden de magnitud, respectivamente. En cambio, las bacterias ácido lácticas (BAL) aumentaron aproximadamente dos órdenes de magnitud en los tres grupos tratados. T4 y TW34 se recuperaron del intestino sólo durante su administración mientras que H16 se recuperó 48 h después de la suspensión de su administración, con una abundancia similar a los valores registrados en el período de administración. Esto demostraría la capacidad de colonización del intestino del pez cebra de H16. En ensayos de crecimiento del pez cebra, también los recuentos de BAL en el intestino de los peces cebra fueron mayores y los de Vibriospp. y enterobacterias menores que los del grupo control sin probiótico, luego de 90 días de tratamiento con T4, H16 o TW34. A su vez, el peso corporal promedio de los peces en los tratamientos con T4 o H16 fue significativamente mayor que en el control. Particularmente, los peces tratados con H16 presentaron una mayor tasa de crecimientoespecífica, un mejor factor de condición y un menor factor de conversión del alimento, comparadocon el control. Así, el presente estudio demostró que existen microorganismos en los ambientes acuáticos de la región patagónica que cumplen con los criterios de selección de probióticos. Además, las cepas T4, H16 y TW34 lograron modificar la microbiota intestinal del pez cebra, promoviendo la población beneficiosa de BAL y disminuyendo otros grupos bacterianos conocidos por incluir patógenos oportunistas. La evaluación in vivodemostró que las cepas L. pentosusH16 y Carnobacteriumsp. T4 tuvieron efectospositivos sobre el crecimiento del pez cebra. Por lo tanto, estas cepas son prometedoras para futuros estudios de desarrollo de alimentos probióticos para acuicultura.