La acuacultura de camarón enfrenta una amenaza persistente: las infecciones bacterianas. Entre los culpables más notorios se encuentra Vibrio parahaemolyticus, una bacteria responsable no solo de enfermedades transmitidas por alimentos marinos a humanos, sino también de estragos en las granjas camaroneras. Esta bacteria es agente causal de la devastadora Enfermedad de la Necrosis Hepatopancreática Aguda (AHPND), también conocida como Síndrome de Mortalidad Temprana (EMS), capaz de generar mortalidades masivas y pérdidas económicas multimillonarias.
El uso extendido de antibióticos para combatir las infecciones ha derivado en otro grave problema: la aparición de cepas resistentes, haciendo urgente la búsqueda de alternativas eficaces y sostenibles. En este contexto, los bacteriófagos (o fagos), virus que infectan y destruyen bacterias específicas, emergen como una solución prometedora.
Un grupo de científicos del Yellow Sea Fisheries Research Institute, de la Fudan University, de la Kangwon National University, y de la Zhejiang University han aislado y caracterizado un nuevo fago con un gran potencial para controlar V. parahaemolyticus en camarones.
Buscando un «Depredador» Natural: El Aislamiento del Fago P20211219001-1
Investigadores recolectaron 61 muestras de agua de granjas de camarón Litopenaeus vannamei afectadas por un brote de AHPND. A partir de estas muestras, lograron aislar cepas de V. parahaemolyticus y, crucialmente, 32 tipos diferentes de bacteriófagos. El objetivo era encontrar fagos «especialistas», capaces de atacar específicamente a V. parahaemolyticus sin afectar a otras bacterias potencialmente beneficiosas.
De entre los fagos encontrados, uno en particular, denominado P20211219001-1, mostró una alta efectividad contra una cepa específica de V. parahaemolyticus (la cepa 20211219001-1) aislada de la misma granja. Este fago fue seleccionado para un análisis más detallado de sus características y potencial.
Conociendo al Enemigo de Vibrio: Características del Fago P20211219001-1
Para evaluar el potencial práctico de un fago, es fundamental entender cómo se comporta y bajo qué condiciones es más efectivo.
Especificidad y Eficiencia Lítica
El fago P20211219001-1 demostró ser altamente específico: solo formó «calvas» (placas de lisis) en cultivos de su bacteria hospedadora (V. parahaemolyticus 20211219001-1), sin afectar a otras cepas de Vibrio probadas. Esto es una gran ventaja, ya que minimiza el impacto sobre la microbiota natural del camarón o del estanque.
Los científicos determinaron que la proporción óptima para la infección (Multiplicidad de Infección – MOI) era baja (0.001), logrando la máxima producción de nuevos fagos, lo cual contrasta con otros estudios que requerían mayores concentraciones de fagos, pero podría ser ventajoso para reducir la aparición de resistencias bacterianas.
Ciclo de Vida Rápido
El ciclo lítico (el proceso desde que el fago infecta la bacteria hasta que la destruye para liberar nuevos fagos) fue relativamente rápido. Tuvo un «período latente» (tiempo antes de liberar nuevos fagos) de solo 20 minutos y un «período de estallido» (durante el cual se liberan los nuevos fagos) de 30 minutos. Cada bacteria infectada liberó un promedio de 23 nuevas partículas de fago («tamaño de estallido»). Esta rápida replicación es clave para controlar eficazmente una población bacteriana.
Resistencia Ambiental
El fago P20211219001-1 mostró una buena estabilidad en un rango amplio de condiciones ambientales. Mantuvo su viabilidad a temperaturas entre 4°C y 50°C y en un amplio rango de pH (de 3 a 11). Esta robustez es importante para su potencial aplicación en las diversas condiciones de las granjas acuícolas y para su almacenamiento.
Morfología y Genoma
Observado mediante microscopía electrónica, el fago tiene una cabeza con forma de icosaedro (poliedro de 20 caras) de unos 83 nm y una cola corta de 24 nm, clasificándose dentro del orden Caudoviricetes. Su material genético es ADN de doble cadena circular, con un tamaño de 35,961 pares de bases.
El análisis genómico identificó 41 genes que codifican proteínas. Entre ellos, se encontraron genes clave para la estructura del fago (cápside, cola), la replicación de su ADN dentro de la bacteria, y, fundamentalmente, para la lisis (destrucción) de la célula bacteriana hospedadora. Se identificaron proteínas líticas como holinas y amidasa N-acetilmuramoil-L-alanina, responsables de romper la pared celular bacteriana desde dentro.
Pruebas de Eficacia: ¿Funciona el Fago en la Práctica?
La caracterización es importante, pero la prueba de fuego es su aplicación en organismos vivos. Se realizaron ensayos utilizando Artemia salina (un pequeño crustáceo usado como modelo) y juveniles de Litopenaeus vannamei (camarón blanco).
Protección en Artemia salina
Los investigadores infectaron a grupos de Artemia con V. parahaemolyticus y se aplicó el fago en diferentes momentos: 6 horas antes de la infección (Pre-PTS), al mismo tiempo que la infección (PTS) y 12 horas después de la infección (Post-PTS). Los resultados mostraron que tanto el tratamiento previo (Pre-PTS) como el simultáneo (PTS) aumentaron significativamente la supervivencia de las Artemias en comparación con el grupo solo infectado (VIS), que tuvo la mortalidad más alta. El tratamiento posterior (Post-PTS) no fue tan efectivo, sugiriendo que la intervención temprana o preventiva es más beneficiosa.
Éxito en Litopenaeus vannamei
Se realizó un experimento similar con camarones L. vannamei. Los grupos incluyeron un control (sin tratar), un grupo tratado solo con fagos (Phage), un grupo infectado con Vibrio (VIS), un grupo pre-tratado con fagos antes de la infección (Pre-PTS), y un grupo post-tratado con fagos después de la infección (Post-PTS). Tras 7 días, los grupos Control y Phage mostraron una supervivencia cercana al 97%. Los grupos Pre-PTS y Post-PTS mantuvieron tasas de supervivencia superiores al 75%, mientras que el grupo solo infectado (VIS) tuvo una drástica caída, con solo un 47% de supervivencia. Nuevamente, el pre-tratamiento (Pre-PTS) ofreció la mejor protección.
Los camarones de los grupos tratados con fagos (Pre-PTS y Post-PTS) y el control se veían saludables externamente, mientras que los camarones del grupo VIS mostraban signos de enfermedad como blanqueamiento corporal.
Evidencia Histológica
El análisis microscópico de los tejidos (hepatopáncreas y músculo) confirmó los hallazgos. Los camarones del grupo VIS mostraron daño severo, como desorganización celular e inflamación en el hepatopáncreas y músculo. En contraste, los camarones pre-tratados (Pre-PTS) presentaron mucho menos daño tisular, y los post-tratados (Post-PTS) mostraron una mejora moderada respecto al grupo infectado. Esto indica que el fago no solo aumenta la supervivencia, sino que también reduce el daño interno causado por la bacteria.
Implicaciones para la industria camaronera
Los resultados de este estudio son alentadores. El fago P20211219001-1 demuestra ser una herramienta con gran potencial para combatir las infecciones por V. parahaemolyticus en la acuicultura de camarón.
- Ventajas: La fagoterapia ofrece especificidad (ataca solo a la bacteria diana), es ambientalmente segura (los fagos son naturales y no contaminan) y representa una alternativa viable frente a la creciente resistencia a los antibióticos. Además, los fagos ya son considerados seguros (GRAS) para ciertas aplicaciones alimentarias.
- Aplicación Preventiva: Los experimentos sugieren que la aplicación preventiva del fago (antes de que ocurra la infección) es la estrategia más eficaz, lo que podría integrarse en protocolos de bioseguridad en las granjas.
- Desafíos Futuros: Si bien los resultados son prometedores, se necesita más investigación. Es crucial evaluar la eficacia del fago contra una gama más amplia de cepas de V. parahaemolyticus y otros Vibrio patógenos. Además, para su implementación a escala comercial, se deben abordar desafíos como la producción masiva y rentable de fagos, el desarrollo de métodos de administración eficientes (ej: en el alimento o en el agua) y evaluar los efectos a largo plazo, incluyendo la posible aparición de bacterias resistentes a los fagos y el impacto en el ecosistema del estanque.
Conclusión: Un Futuro con Fagos para el Camarón
El bacteriófago P20211219001-1 representa una luz de esperanza en la lucha contra Vibrio parahaemolyticus y AHPND en la camaronicultura. Su especificidad, estabilidad y eficacia demostrada en laboratorio y en modelos animales lo posicionan como un candidato fuerte para desarrollar nuevas estrategias de control sanitario. Aunque quedan retos por superar para su aplicación a gran escala, la fagoterapia se perfila como una alternativa sostenible y ecológica a los antibióticos, contribuyendo a la salud de los camarones, la seguridad alimentaria y la viabilidad económica del sector. La investigación continua y el desarrollo de tecnologías de aplicación serán clave para convertir el potencial de los fagos en una realidad en las granjas camaroneras.
Contacto
Juhee Ahn
Department of Biomedical Science, Kangwon National University
Chuncheon, Gangwon 24341, Republic of Korea.
Email: juheeahn@kangwon.ac.kr
Referencia
Xu, H., Li, W., Zhang, Y., Li, M., Dong, X., Zhang, S., Huang, J., & Ahn, J. (2025). Characterization of novel bacteriophage as a promising alternative for controlling Vibrio infections in shrimp. Aquaculture, 606, 742579. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2025.742579
Editor de la revista digital AquaHoy. Biólogo Acuicultor titulado por la Universidad Nacional del Santa (UNS) y Máster en Gestión de la Ciencia y la Innovación por la Universidad Politécnica de Valencia, con diplomados en Innovación Empresarial y Gestión de la Innovación. Posee amplia experiencia en el sector acuícola y pesquero, habiendo liderado la Unidad de Innovación en Pesca del Programa Nacional de Innovación en Pesca y Acuicultura (PNIPA). Ha sido consultor senior en vigilancia tecnológica, formulador y asesor de proyectos de innovación, y docente en la UNS. Es miembro del Colegio de Biólogos del Perú y ha sido reconocido por la World Aquaculture Society (WAS) en 2016 por su aporte a la acuicultura.
