Patologías

Diversidad, evolución y selección de Piscirickettsia salmonis en el contexto de la industria salmonera

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By Milthon Lujan

Biogeografía y filogenia del género Piscirickettsia. Fuente: Schober et al., (2023), ISME J.
Biogeografía y filogenia del género Piscirickettsia. Fuente: Schober et al., (2023), ISME J.

La industria salmonera mundial se enfrenta continuamente al formidable desafío de gestionar las bacterias patógenas. Entre ellas destaca Piscirickettsia salmonis, una gammaproteobacteria marina, como agente etiológico de la piscirickettsiosis, enfermedad que causa estragos en varias especies de salmón.

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P. salmonis fue descrita por primera vez hace 30 años durante un brote severo en salmón Coho (Oncorhynchus kisutch) de cultivo en el sur de Chile; desde entonces la enfermedad ha sido reportada en granjas salmoneras de Noruega, Escocia, Irlanda y Canadá.

Este patógeno es responsable de infecciones multisistémicas que resultan en tasas de mortalidad significativas y pérdidas comerciales sustanciales en la industria de la acuicultura.

Un nuevo estudio publicado por científicos del Leibniz Institute DSMZ-German Collection of Microorganisms and Cell Cultures, de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso y de la Universidad Austral de Chile, profundiza en la diversidad, evolución y selección global de P. salmonis en el contexto de las intervenciones humanas. El análisis integral, que utiliza 73 secuencias genómicas cerradas de alta calidad, descubre información crucial sobre la dinámica de este patógeno, ofreciendo datos valiosos para mejorar su vigilancia y reforzar la sostenibilidad del cultivo de salmón.

Comprensión de la diversidad y evolución de P. Salmonis

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El estudio examinó una variedad de cepas de Piscirickettsia salmonis, incluidas las involucradas en brotes importantes. Para proporcionar una perspectiva holística, también realizamos un análisis de todas las secuencias del gen ARNr 16S de P. salmonis y lecturas metagenómicas disponibles en bases de datos públicas.

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La comparación del genoma sacó a la luz una revelación sorprendente: Piscirickettsia no es una entidad monolítica, sino que comprende al menos tres especies genéticamente aisladas. Lo que es aún más intrigante es que dos de estas especies muestran signos de especiación en curso, lo que indica que se está desarrollando un viaje evolutivo dentro de este patógeno.

El proceso de diversificación de Piscirickettsia está marcado por una extraordinaria proliferación y diversidad de transposasas, que desempeñan un papel fundamental en subgrupos que experimentan una rápida especiación. Estas transposasas son fundamentales en la adquisición de genes nuevos y la pseudogenización, lo que contribuye a la capacidad adaptativa del patógeno.

En particular, los científicos han identificado varios genes específicos de grupo, relacionados con la síntesis de antígenos de superficie, lo que posiblemente explica las variaciones en la virulencia entre cepas. Sin embargo, es importante señalar que el frecuente fracaso de los tratamientos con antibióticos en los brotes de piscirickettsiosis no se atribuye predominantemente a la adquisición horizontal de genes de resistencia, lo que ha ocurrido con poca frecuencia.

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“Como se muestra en nuestro estudio, la resistencia a los antibióticos en Piscirickettsia es en su mayor parte intrínseca, está claramente ausente en el caso del florfenicol y la oxitetraciclina y, por lo general, no implica la adquisición horizontal de resistencia a los antibióticos observada en otras gammaproteobacterias, lo que también causa preocupaciones para la salud humana”, destacan los investigadores.

Implicaciones para la gestión de la salmonicultura

Esta diversificación dinámica de Piscirickettsia salmonis tiene implicaciones de gran alcance para la gestión de la acuicultura. Proporciona datos esenciales para mejorar la vigilancia de patógenos, permitir la predicción de nuevos linajes y guiar las prácticas de acuicultura. A medida que adquiramos una comprensión más profunda de la composición genética y la trayectoria evolutiva de este patógeno, podremos adaptar nuestras estrategias para garantizar la sostenibilidad de la industria salmonera.

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“Detectamos fragmentos genómicos de Piscirickettsia en conjuntos de datos de diversos entornos costeros y de mar abierto. Hasta la fecha, no se han podido identificar los principales reservorios ambientales de este importante patógeno para peces. En este sentido, los métodos de detección sensibles dirigidos a genes específicos de grupos también permitirían un análisis sistemático de muestras ambientales y podrían ayudar a diseñar y operar piscifactorías de salmón en lugares adecuados y así mejorar su sostenibilidad”, destacan los investigadores.

Al mantenerse a la vanguardia en el seguimiento y la respuesta a la evolución del panorama de P. salmonis, los piscicultores pueden mitigar el impacto de la piscirickettsiosis y continuar satisfaciendo la creciente demanda de productos de salmón. Al hacerlo, la industria salmonera dará un paso significativo no sólo hacia la gestión de este patógeno crítico sino también hacia la garantía del futuro de la producción sostenible de salmón.

Conclusión

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En conclusión, el estudio de Piscirickettsia salmonis ofrece una ventana al complejo mundo del manejo de patógenos en la acuicultura. Su diversidad genética y evolución dinámica subrayan la necesidad de investigación continua, vigilancia proactiva y estrategias de adaptación para garantizar la longevidad y resiliencia de la industria de la acuicultura.

Contacto
Jörg Overmann
Leibniz Institute DSMZ-German Collection of Microorganisms and Cell Cultures, Braunschweig, Germany
Email: joerg.overmann@dsmz.de

Referencia (acceso abierto)
Schober, I., Bunk, B., Carril, G. et al. Ongoing diversification of the global fish pathogen Piscirickettsia salmonis through genetic isolation and transposition bursts. ISME J (2023). https://doi.org/10.1038/s41396-023-01531-9

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