La industria de la salmonicultura, si bien es vital para la seguridad alimentaria mundial, enfrenta desafíos significativos para garantizar la sustentabilidad. Un aspecto crítico es la salud y el crecimiento de los peces de cultivo, que están fuertemente influenciados por su dieta y microbioma intestinal. El microbioma intestinal, una comunidad compleja de microorganismos, juega un papel fundamental en la digestión, la absorción de nutrientes y la salud general del huésped.
Investigaciones anteriores se han centrado en identificar los tipos de bacterias presentes en el microbioma intestinal del salmón del Atlántico (Salmo salar). Sin embargo, comprender las capacidades funcionales de estas bacterias es esencial para desarrollar prácticas de acuicultura sustentables. Este conocimiento puede ayudar a optimizar las formulaciones de alimentos, mejorar la resistencia a las enfermedades y reducir el impacto ambiental.
Atlas del genoma microbiano del salmón
Para abordar esta brecha de conocimiento, un equipo de investigadores de la Norwegian University of Life Sciences, de la University of Galway, de la University of Copenhagen, de la Swedish University of Agricultural Sciences ha creado el Atlas del genoma microbiano del salmón. Este recurso integral consta de 211 genomas bacterianos de alta calidad, recolectados de salmón salvaje y de piscifactoría en ambientes de agua dulce y salada. Estos genomas representan una amplia gama de especies bacterianas, incluidos 35 géneros distintivos y 29 especies no descritas previamente.
Al analizar la composición genética de estas bacterias, los investigadores pudieron obtener información sobre sus capacidades funcionales. La metatranscriptómica, una técnica que mide la actividad genética, reveló que las poblaciones bacterianas clave en el intestino del salmón participan en la degradación de las fibras dietéticas, la liberación de vitaminas esenciales y la producción de otros compuestos beneficiosos.
Modelado metabólico a escala del genoma y cultivo in vitro
Para validar aún más estos hallazgos, los investigadores realizaron estudios de cultivo in vitro y modelado metabólico a escala del genoma. El modelado metabólico les permitió predecir las vías metabólicas de especies bacterianas individuales, mientras que el cultivo in vitro les permitió observar su crecimiento y actividad metabólica en condiciones controladas.
Estos experimentos confirmaron la capacidad de ciertas bacterias para descomponer componentes dietéticos complejos y producir metabolitos valiosos. Por ejemplo, se descubrió que algunas bacterias degradan las fibras vegetales y liberan ácidos grasos de cadena corta que, según se ha demostrado, favorecen la salud intestinal y reducen la inflamación. Otras bacterias son capaces de producir vitaminas y otros nutrientes esenciales que favorecen el crecimiento y el desarrollo del salmón.
«Los análisis de los genes de los microorganismos permiten a los investigadores «ver» dentro del intestino del salmón y descubrir qué bacterias buenas ayudan al pez a descomponer y utilizar los nutrientes del alimento», afirma Morten Tønsberg Limborg, profesor asociado en el Globe Institute en la University of Copenhagen.
«Gracias al estudio, ahora entendemos cómo funcionan los microbios del intestino del salmón, por ejemplo, mejorando la absorción de nutrientes y el sistema inmunológico. Esto nos permite desarrollar alimentos que adapten la estructura química de los ingredientes de la dieta vegetal del salmón a las capacidades estomacales y digestivas del salmón», afirma Morten Tønsberg Limborg.
Implicaciones para la industria salmonera
El Atlas del genoma microbiano del salmón proporciona un recurso valioso para futuras investigaciones sobre la nutrición y la salud del salmón. Al comprender las capacidades funcionales del microbioma intestinal del salmón, los científicos pueden desarrollar estrategias específicas para mejorar la eficiencia alimentaria, aumentar la resistencia a las enfermedades y reducir el impacto ambiental de la acuicultura.
Por ejemplo, la información obtenida de este estudio se puede utilizar para optimizar las formulaciones de los alimentos al incluir ingredientes que favorezcan el crecimiento de bacterias intestinales beneficiosas. Además, se pueden desarrollar probióticos y prebióticos para manipular el microbioma y promover la salud de los peces.
“La acuicultura del salmón presenta una gran oportunidad para proporcionar alimentos ricos en proteínas y nutrientes. Con las poblaciones de peces silvestres luchando por satisfacer las crecientes necesidades, la acuicultura sostenible ofrece una solución para producir más productos del mar sin sobrepescar”, dice Morten Tønsberg Limborg.
Espera que el conocimiento obtenido de la investigación sobre el microbioma del salmón y su capacidad para digerir alimentos de origen vegetal pueda llevar a considerar este tipo de alimentos para otros animales en la agricultura danesa, haciéndola más sostenible.
“Uno de los descubrimientos más emocionantes de nuestro estudio es que algunas de las bacterias beneficiosas del salmón pueden producir vitaminas B esenciales. “Esto es importante porque podemos diseñar futuros piensos que aumenten el crecimiento de estas minifábricas bacterianas que producen vitaminas esenciales en lugar de añadir vitaminas costosas al pienso”, afirma Morten Tønsberg Limborg, y añade:
“Este enfoque tiene un gran potencial para mejorar la sostenibilidad de todos los demás animales en nuestros sistemas de producción de alimentos, como el uso de piensos a base de insectos, que son ultrasostenibles”.
Conclusión
En conclusión, el Atlas del genoma microbiano del salmón representa un avance significativo en nuestra comprensión del papel del microbioma intestinal en la acuicultura sostenible. Al proporcionar un recurso genómico y funcional, este estudio abre el camino para el desarrollo de enfoques innovadores para mejorar la salud y el bienestar del salmón de cultivo.
Contacto
Associate Professor Morten Tønsberg Limborg
+45 61 28 29 84
morten.limborg@sund.ku.dk
Referencia
Vera-Ponce de León, A., Hensen, T., Hoetzinger, M. et al. Genomic and functional characterization of the Atlantic salmon gut microbiome in relation to nutrition and health. Nat Microbiol (2024). https://doi.org/10.1038/s41564-024-01830-7
