Los brotes de úlceras en el salmón del Atlántico (Salmo salar) de cultivo son frecuentes en la región del Atlántico del Norte, y numerosas especies de bacterias han sido aisladas de los peces con úlceras.
La piel del salmón del Atlántico sirve como primera línea de defensa contra un enemigo formidable: Moritella viscosa, la bacteria responsable de la devastadora úlcera invernal. Esta enfermedad provoca lesiones cutáneas y la muerte, provocando importantes pérdidas en la acuicultura del salmón.
Los científicos de Nofima, Pharmaq part of Zoetis y de M. Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry han estado buscando diligentemente medios eficaces para combatir esta enfermedad, y investigaciones recientes arrojan luz sobre los intrincados mecanismos de defensa de la piel y el potencial de las estrategias de vacunación.
La úlcera de invierno
Según cita el estudio, los brotes de úlceras por debajo de los 8 °C de temperatura del agua de mar, denominados úlceras de invierno clásicas, suelen referirse a una infección por la bacteria M. viscosa.
Asimismo, indica que la enfermedad se manifiesta con síntomas de lesiones cutáneas superficiales que se convierten en úlceras cutáneas crónicas más grandes y cambios degenerativos en el tejido muscular subyacente, seguidos de septicemia terminal.
Vacunación: Un escudo contra Moritella viscosa
El estudio revela que la vacunación ofrece un enfoque prometedor para proteger al salmón contra Moritella viscosa. Los peces vacunados mostraron tasas de mortalidad y ulceración de la piel significativamente más bajas en comparación con sus homólogos no vacunados.
Sin embargo, el grado de protección varió según la cepa específica utilizada en la formulación de la vacuna, lo que destaca la necesidad de vacunas adaptadas a diversas cepas.
Ni siquiera la vacuna puede mantener sanos a todos los peces. Christian René Karlsen, científico principal en Nofima, habla de un alto desarrollo de úlceras incluso en peces vacunados. En un ensayo reciente en el que se mezclaron peces con úlceras con peces sanos, el 15% de los peces sufrieron úlceras profundas y el 25% heridas superficiales.
“La vacuna no es perfecta. Por eso hemos seguido adelante”, afirmó.
El campo de batalla: capas de piel y respuesta inmune
Al profundizar en el campo de batalla microscópico, los investigadores revelaron que Moritella viscosa inicia su ataque colonizando la superficie de las escamas. Para comprender la respuesta del salmón, los científicos analizaron el tejido de la piel de peces vacunados y desafiados.
Curiosamente, el repertorio de anticuerpos y la migración de células B desde los órganos linfáticos a la piel no se vieron afectados por la vacunación o el desafío bacteriano.
“Es el órgano el que primero recibe un aviso de que el entorno que lo rodea está cambiando. La piel siente todos los cambios ambientales que afectan a los peces”, dice Karlsen.
Defensa de la piel: conocimientos transcriptómicos
Utilizando una poderosa herramienta llamada micromatriz, los investigadores examinaron la respuesta transcripcional de la piel a la vacunación y al desafío bacteriano. Los resultados revelaron una compleja sinfonía de cambios en la expresión genética. La piel respondió con:
- Activación de genes estructurales esenciales para mantener su integridad.
- Estimular las vías metabólicas para alimentar la respuesta de defensa.
- Regular los procesos de desarrollo para una cicatrización óptima de las heridas.
Curiosamente, las respuestas inmunes desencadenadas por Moritella viscosa muerta (vacuna) y viva fueron notablemente similares, lo que sugiere que la respuesta inicial de la piel podría ser genérica en lugar de específica de un patógeno.
Capas de piel y evasión inmune
Al combinar datos transcriptómicos con análisis de imágenes, los investigadores descubrieron diferencias sorprendentes en las capas de piel infectadas entre los grupos vacunados y no vacunados. En el salmón vacunado, Moritella viscosa parecía quedar atrapada dentro de la epidermis, la capa más externa de la piel. Por el contrario, en los peces no vacunados, las bacterias lograron penetrar más profundamente en la dermis, la capa interna.
Además de observar los efectos de las diferentes cepas de Moritella viscosa, los científicos han aprendido cómo la bacteria comienza a dañar a los peces. “Se pega a la superficie de la escama. Luego se multiplica y forma una colonia”, afirma Karlsen.
Las escamas no son la parte más externa del salmón. “Las escamas están cubiertas de moco. La bacteria logra meterse entre esta capa de moco y las escamas. Luego pueden crear grandes heridas que pueden llegar incluso al tejido muscular”, afirma.
Además, el estudio reveló un posible mecanismo de evasión inmune empleado por Moritella viscosa. En la dermis de los peces expuestos, disminuyó la expresión de genes asociados con linfocitos y respuestas antivirales. Esto sugiere que las bacterias podrían suprimir la actividad de las células inmunitarias en esta capa crucial, permitiendo su colonización más profunda.
La respuesta humoral innata: un sistema de defensa rápido
La investigación también sugiere que la vacunación intraperitoneal podría estimular la respuesta humoral innata, un componente vital del sistema inmunológico. Esta preactivación permite una respuesta más rápida y robusta en la dermis cuando Moritella viscosa intenta su invasión.
Conclusión: Hacia una protección efectiva
Esta investigación innovadora ofrece información valiosa sobre la intrincada batalla entre el salmón y Moritella viscosa dentro de las capas de la piel. Comprender los mecanismos de defensa de la piel y la respuesta inmune allana el camino para desarrollar estrategias de vacunación y enfoques de manejo de enfermedades más efectivos.
“El presente estudio reveló que el uso de la variante M. viscosa en la fórmula de vacunación puede mejorar la vacunación contra las úlceras invernales. Se desconocen los niveles de anticuerpos específicos y nuestra Ig-seq realizada no pudo mostrar el efecto de la vacunación o la exposición a M. viscosa sobre el repertorio de anticuerpos y el tráfico de células B desde los órganos linfáticos a la piel”, concluyó el estudio..
Al desentrañar los secretos del sistema de defensa del salmón, podemos avanzar en la lucha contra la úlcera invernal y garantizar la salud de esta especie.
El estudio fue financiado por el Research Council of Norway a través del proyecto CtrlAQUA SFI.
Contacto
Christian Karlsen
Nofima
Osloveien 1, 1430 Aas, Norway
Email:Christian.karlsen@nofima.no
Referencia (acceso abierto)
Christian Karlsen, Elisabeth Ytteborg, Anette Furevik, Lene Sveen, Siv Tunheim, Sergey Afanasyev, Monica Gausdal Tingbø, Aleksei Krasnov. 2023. Moritella viscosa early infection and transcriptional responses of intraperitoneal vaccinated and unvaccinated Atlantic salmon, Aquaculture, Volume 572, 2023, 739531,
ISSN 0044-8486, https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2023.739531.
