El camarón blanco del Pacífico (Penaeus vannamei) es una de las especies de camarón de mayor importancia económica a nivel mundial, conocida por su rápido crecimiento y adaptabilidad a la acuicultura. Sin embargo, la especie exhibe un dimorfismo sexual significativo, ya que las hembras suelen crecer más que los machos. Esto ha generado un creciente interés en el cultivo de camarones exclusivamente hembras para maximizar la productividad y la rentabilidad en la industria de la acuicultura.
Investigaciones recientes han explorado el potencial del 17β-estradiol (E2), una hormona sexual femenina clave, para inducir la inversión sexual en los camarones macho, transformándolos en hembras funcionales. Un estudio innovador publicado en BMC Genomics por científicos del Institute of Oceanology de la Chinese Academy of Sciences arroja luz sobre los mecanismos moleculares detrás de este proceso, ofreciendo nuevos conocimientos sobre el papel del sistema neuroendocrino en la inversión sexual.
El papel del 17β-estradiol en la reversión sexual
Un método prometedor para lograr poblaciones exclusivamente femeninas es la inversión sexual inducida por hormonas, particularmente usando 17β-estradiol (E2). E2 es una hormona sexual que juega un papel crucial en el desarrollo sexual femenino, y estudios han demostrado que puede inducir la feminización en varias especies acuáticas. Sin embargo, los mecanismos detrás de cómo E2 provoca la inversión sexual en crustáceos aún no se comprenden completamente.
El estudio, realizado por Wang investigó los efectos de la inmersión prolongada en E2 en el sistema neuroendocrino de P. vannamei. Los investigadores expusieron a los camarones postlarvas a E2 en una concentración de 2 mg/l desde la etapa postlarva 5 (PL5) hasta la PL85. Los resultados fueron sorprendentes: la proporción de hembras a machos en el grupo tratado se inclinó a 2,56:1, en comparación con una proporción cercana a 1:1 en el grupo de control.
Aproximadamente el 47,93 % de los camarones genéticamente machos experimentaron una reversión sexual, convirtiéndose fenotípicamente en hembras (neohembras).
Impacto en el crecimiento y la supervivencia
Si bien la exposición a E2 no afectó significativamente la tasa de supervivencia de los camarones, sí tuvo un impacto notable en el crecimiento. Los machos tratados con E2 que no se sometieron a la reversión sexual (grupo EM) mostraron un retraso en el crecimiento en comparación con los machos de control (grupo CM). Esta inhibición del crecimiento se atribuyó al posible daño neuronal causado por la neurotransmisión excesiva, que interrumpió las vías de señalización clave como PI3K-Akt y el ciclo celular.
Por el contrario, las hembras neo (grupo NF) no mostraron un retraso significativo en el crecimiento, lo que sugiere que la reversión sexual puede conferir cierta resistencia a los efectos inhibidores del crecimiento de E2.
Información transcriptómica sobre el sistema neuroendocrino
El estudio empleó la secuenciación de ARN (RNA-seq) para analizar los transcriptomas de los tejidos neuroendocrinos, incluidos los ganglios del pedúnculo ocular, el cerebro, los ganglios torácicos y el cordón nervioso ventral.
Los investigadores identificaron 1.795 genes expresados diferencialmente (DEG) en los grupos CM, EM y NF. Cabe destacar que el grupo EM mostró una regulación negativa de los genes involucrados en el ciclo celular y las vías de señalización PI3K-Akt, que son cruciales para el crecimiento y la proliferación celular. Esta regulación negativa probablemente contribuyó a la inhibición del crecimiento observada en el grupo EM.
En el grupo NF, el estudio encontró una regulación negativa significativa de las vías relacionadas con las interacciones neuroactivas ligando-receptor y sinapsis dopaminérgicas. Estas vías son esenciales para la neurotransmisión y la neuroplasticidad, lo que sugiere que E2 puede influir en la identidad de género y las diferencias morfológicas al modular la unión y la señalización de los neurorreguladores.
Esteroidogénesis y señalización de insulina
Uno de los hallazgos clave del estudio fue la activación de la esteroidogénesis en el grupo NF. Los genes involucrados en la biosíntesis de hormonas esteroides, como StAR3, 3βHSD y 17βHSD, se regularon positivamente de manera significativa, lo que indica niveles elevados de estrógeno y un posible mecanismo de autorregulación para mantener la homeostasis del estrógeno. Esta activación de la esteroidogénesis es probablemente un factor crítico en el éxito de la reversión sexual inducida por E2.
Por el contrario, la vía de señalización de la insulina se inhibió en el grupo NF. Los receptores similares a la insulina, incluidos IGFBP e ILPR, se regularon a la baja, lo que puede afectar la señalización de la hormona de la glándula androgénica similar a la insulina (IAG). La IAG es esencial para la diferenciación masculina en los crustáceos, y su alteración podría contribuir a la feminización observada en el grupo NF.
Implicaciones para la industria camaronera
Los hallazgos de este estudio tienen implicaciones significativas para la industria camaronera. Al comprender los mecanismos moleculares detrás de la reversión sexual inducida por E2, puede ser posible desarrollar estrategias más efectivas para producir poblaciones de camarones completamente hembras. Esto podría conducir a una mayor productividad y rentabilidad, así como beneficios ambientales, como la reducción del riesgo de poblaciones invasoras de camarones escapados.
Conclusión
El estudio de Wang representa un avance significativo en nuestra comprensión de los efectos del E2 en el sistema neuroendocrino de P. vannamei. La investigación destaca la compleja interacción entre la neurotransmisión, la esteroidogénesis y la señalización de la insulina en el proceso de inversión sexual. Estos conocimientos no solo profundizan nuestra comprensión de la biología de los crustáceos, sino que también allanan el camino para enfoques innovadores en la acuacultura del camarón y se suman a otras técnicas como la hibridación de camarones para mejorar la productividad.
A medida que la demanda de prácticas de acuicultura sostenibles y eficientes continúa creciendo, estudios como este serán cruciales para desarrollar nuevas tecnologías.
El estudio fue financiado por CARS-48 y el Taishan Scholars Program para FHL, y el Shandong Postdoctoral Science Foundation.
Contacto
Yang Yu
Key Laboratory of Breeding Biotechnology and Sustainable Aquaculture, Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences
Qingdao, China
Laboratory for Marine Biology and Biotechnology, Qingdao Marine Science and Technology Center
Qingdao, China
Email: yuyang@qdio.ac.cn
Referencia (acceso abierto)
Wang, T., Li, S., Yu, Y. et al. Sex reversal induced by 17β-estradiol may be achieved by regulating the neuroendocrine system of the Pacific white shrimp Penaeus vannamei. BMC Genomics 26, 86 (2025). https://doi.org/10.1186/s12864-025-11236-2
