A medida que las tendencias de la acuicultura evolucionan hacia sistemas de recirculación, se intensifica el riesgo de transmisión horizontal de Streptococcus iniae entre peces. Las estrategias de vacunación actuales sólo proporcionan protección a corto plazo, lo que lleva al uso generalizado de antibióticos, en particular florfenicol. Sin embargo, esta práctica plantea preocupaciones ambientales y contribuye al creciente problema de la resistencia a los antibióticos. A la luz de estos desafíos, se necesitan urgentemente estrategias alternativas.
Los científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) desarrollaron una alternativa antibiótica verde para tratar el patógeno mortal Streptococcus iniae en la lubina rayada híbrida, el cuarto pez más cultivado en los Estados Unidos, según un estudio reciente. estudiar.
Streptococcus Iniae
S. iniae es el agente causante de la estreptococosis, una enfermedad prevalente en la acuicultura y que causa una pérdida económica mundial de 150 millones de dólares al año. Los brotes de enfermedades pueden llevar a la quiebra a las piscifactorías y poner a los acuicultores en riesgo de contraer la enfermedad al manipular peces infectados.
Las repercusiones de los brotes se extienden más allá de las pérdidas financieras, con casos documentados que llevaron a la quiebra de dos grandes granjas de lubina rayada híbrida (HSB) en los EE. UU. El aumento de las infecciones humanas, atribuidas al manejo de peces infectados, subraya la urgencia de encontrar soluciones efectivas.
Las vacunas actuales sólo proporcionan protección a corto plazo contra S. iniae, y los piscicultores suelen recurrir más a los antibióticos para tratar la enfermedad. Los científicos del ARS se propusieron desarrollar un tratamiento natural ya que la resistencia a los antimicrobianos, un proceso en el que gérmenes como bacterias y hongos desarrollan la capacidad de combatir medicamentos diseñados para matarlos, es una preocupación importante para los acuicultores cuando tratan enfermedades bacterianas.
Terapia con endolisina: un enfoque novedoso
A diferencia de los antibióticos tradicionales, las endolisinas son específicas de cada género y se dirigen al patógeno bacteriano al tiempo que preservan la flora beneficiosa. El potencial terapéutico de las endolisinas ha sido ampliamente investigado y los ensayos clínicos en humanos en curso demuestran su promesa.
El estudio ha explorado el potencial de la terapia con endolisina, derivada de bacteriófagos, como alternativa a los tratamientos con antibióticos tradicionales. Las endolisinas son enzimas hidrolíticas que se dirigen a las paredes celulares de peptidoglucano bacteriano, lo que ofrece una vía prometedora para combatir las infecciones por S. iniae.
«Junto con nuestros colaboradores, desarrollamos una nueva proteína antimicrobiana y un régimen de tratamiento que mata específicamente sólo las bacterias Streptococcus y no deja ningún residuo químico en el medio ambiente», dijo Michael Deshotel, microbiólogo investigador del Harry K. Dupree Stuttgart National Aquaculture Research Center. «Según los resultados de nuestro estudio, esta proteína cura eficazmente las infecciones por S. iniae en la lubina rayada híbrida».
El estudio se centró en evaluar la eficacia de tres endolisinas sintéticas (PlyGBS 90–1, PlyGBS 90–8 y ClyX-2) en comparación con el antibiótico carbenicilina en el tratamiento de la lubina rayada híbrida (HSB) infectada por S. iniae.
Notable potencia bacteriolítica de ClyX-2
Los resultados revelaron que ClyX-2 exhibió una potencia bacteriolítica notable, demostrando actividad lítica en concentraciones tan bajas como ~15 μg/ml. Esta potencia fue aproximadamente 8 veces mayor que la de los derivados de PlyGBS, lo que sugiere una capacidad superior para atacar y eliminar S. iniae.
Según Deshotel, la proteína, conocida como ClyX-2, mostró una tasa de supervivencia del 95 por ciento para los peces en los grupos de tratamiento en comparación con la tasa de supervivencia del 5 por ciento de los peces en los grupos de control durante el estudio. Los resultados mostraron que la proteína era estadísticamente tan efectiva en el tratamiento de S. iniae como los tratamientos con antibióticos como la carbenicilina (tasa de curación del 85 por ciento).
Alternativa prometedora para la acuicultura
Los hallazgos destacan a ClyX-2 como una alternativa prometedora para combatir las infecciones por S. iniae en la acuicultura. No sólo exhibe una potente actividad bacteriolítica, sino que también ofrece altas tasas de supervivencia comparables a las de los antibióticos convencionales. Este avance tiene el potencial de revolucionar el manejo de S. iniae, ofreciendo una solución sostenible y minimizando al mismo tiempo el impacto ambiental asociado con el uso de antibióticos.
Conclusión
Mientras la industria de la acuicultura enfrenta los desafíos que plantean las infecciones por S. iniae, la aparición de ClyX-2 como una potente terapia con endolisina representa un avance significativo. Los hallazgos del estudio resaltan la eficacia de ClyX-2 en el tratamiento de peces infectados por S. iniae, posicionándolo como una alternativa prometedora y sostenible a los antibióticos tradicionales. Una mayor investigación y desarrollo en esta dirección podría allanar el camino hacia un enfoque más resiliente y respetuoso con el medio ambiente para gestionar las infecciones bacterianas en la acuicultura.
En el futuro, Deshotel y los investigadores planean estudiar cómo tratar el agua para prevenir enfermedades causadas por S. iniae antes de que puedan infectar a los peces.
El estudio fue financiado por National Institutes of Health.
Contacto
Michael B. Deshotel
United States Department of Agriculture, Agricultural Research Service
Harry K. Dupree Stuttgart National Aquaculture Research Center
2955 Hwy. 130 East, Stuttgart, AR, 72160, USA.
Email: michael.deshotel@usda.gov
Referencia (acceso abierto)
Deshotel, M. B., Dave, U. M., Farmer, B., Kemboi, D., & Nelson, D. C. (2024). Bacteriophage endolysin treatment for systemic infection of Streptococcus iniae in hybrid striped bass. Fish & Shellfish Immunology, 145, 109296.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1050464823007829
Nota: Artículo elaborado con información de la nota de prensa y del estudio científico.
