Genética

Genética para controlar las enfermedades infecciosas en la acuicultura

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By Milthon Lujan

Investigadores de Istituto Zooprofilattico Sperimentale del Piemonte, de Università Cattolica del Sacro Cuore, y de Associazione Piscicoltori Italiani (API) publicaron revisión científica en donde describen la aplicación de la genética y la genómica como herramientas novedosas para controlar las enfermedades infecciosas en la acuicultura.

Las enfermedades infecciosas reducen el retorno económico de la producción acuícola y son un problema serio en el manejo de los cultivos acuícolas, particularmente donde las condiciones de alta densidad de crianza promueven la propagación de enfermedades infecciosas.

Métodos convencionales de control de enfermedades

El control convencional de enfermedades se basa en gran medida en la vacunación y el tratamiento farmacológico.

Las vacunas comerciales están actualmente disponibles para la mayoría, pero no para todas las enfermedades acuáticas. La vacunación incurre en costos considerables en el manejo de la enfermedad, y también requiere mucho tiempo, especialmente para sistemas de cultivo de pequeña escala.

Por otro lado, en las últimas décadas se ha registrado un aumento mundial en el uso de productos terapéuticos acuícolas, coincidiendo con los cambios en los sistemas de cultivo y la intensificación de la producción. Asimismo, el uso intensivo de antimicrobianos puede seleccionar bacterias resistentes a los medicamentos que pueden propagar genes de resistencia a patógenos humanos y de peces.

Cría selectiva para la resistencia a enfermedades en los peces

La cría selectiva está jugando un papel cada vez más importante en la producción acuícola, debido a que induce una mejora acumulativa y permanente en los rasgos incluidos en los objetivos de selección.

La mejora genética para la resistencia ofrece ventajas a la producción acuícola al aumentar la eficiencia, la rentabilidad y la sostenibilidad, y al reducir la huella ambiental. Si bien se ha aplicado con éxito en la acuicultura para reducir la incidencia de enfermedades, actualmente solo una pequeña parte de la producción acuícola deriva de poblaciones criadas selectivamente.

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Los avances metodológicos y tecnológicos han progresado desde la selección en masa hasta la genética cuantitativa y los métodos de reproducción, hasta la información sobre genes candidatos y loci de rasgos cuantitativos (QTL), y la selección genómica.

Con la introducción de la genómica, existe un mayor potencial para mejorar y acelerar los programas de mejoramiento genético y mejorar los sistemas de producción basados en una estimación más precisa de la relación entre los animales, para descubrir marcadores.

Sin embargo, dada la interacción huésped-patógeno y la coevolución, el mejoramiento para la resistencia a enfermedades es un impulsor potencial de la evolución del patógeno para superar los mecanismos de resistencia.

El estudio describe la selección convencional, la selección asistida por marcadores y los genes candidatos, la selección genómica, la edición del genoma, y nuevos enfoques.

Caracterización del patógeno

La enfermedad es el resultado de las interacciones entre el huésped, el patógeno y el medio ambiente. El huésped y el patógeno evolucionan mutuamente, pero los mecanismos genéticos subyacentes aún no se conocen bien.

La evolución de los patógenos juega un papel central en la aparición y propagación de enfermedades en la acuicultura. La adaptación mutua y la contraadaptación coexisten en la interacción entre el huésped y el patógeno, para alcanzar un compromiso entre la diseminación del patógeno y el daño al huésped.

Los cambios en los patógenos a lo largo del tiempo conducen a una pérdida de eficacia del tratamiento y de las vacunas, debido a que el patógeno adquiere mayor resistencia y virulencia.

El uso de antibióticos en la acuicultura induce la resistencia a los antimicrobianos a través de la transferencia horizontal de genes resistentes a los antibióticos y de elementos móviles en los patógenos y las bacterias circundantes en el agua, sedimentos y cepas comensales de peces.

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Los métodos convencionales de control de enfermedades, incluida la cría selectiva para la resistencia, se han identificado como posibles impulsores de la virulencia en la acuicultura. Las estrategias de cría selectiva en el huésped deben basarse deliberadamente en la caracterización del patógeno a lo largo del tiempo.

La capacidad de un huésped para contener y resistir patógenos a lo largo del tiempo depende de su resistencia genética y la virulencia del patógeno. Cuando un solo gen es responsable de la resistencia del huésped, la selección es bastante simple, pero la defensa puede ser efectiva sólo a corto plazo.

La genética y la genómica en la evaluación de la evolución de patógenos mediante caracterización molecular, virulencia y caracterización de genes resistentes a antibióticos son herramientas útiles para la aplicación de estrategias de mitigación.

El documento describe los métodos convencionales, los métodos moleculares, y el secuenciamiento de todo el genoma (WGS).

Conclusiones

Los programas de cría selectiva basados en rasgos de resistencia genética tienen un gran potencial para sostener el desarrollo de una acuicultura eficiente y sostenible.

Los avances en tecnologías, como la secuenciación, la genómica y la bioinformática, han ayudado a optimizar la selección y la caracterización de patógenos y las estrategias de control y mitigación de patógenos.

La respuesta genética de los programas de mejoramiento puede ser refinada por selección genómica. Se puede lograr una mayor precisión de selección y, posteriormente, mayores tasas de ganancia genética (hasta un 10 % del peso corporal) en comparación con la selección convencional.

Finalmente, los investigadores recomiendan que deben implementarse asociaciones públicas/privadas en innovación para desarrollar tecnologías y traducirlas en aplicaciones comerciales novedosas y de bajo costo, asequibles para todos, y especialmente para los pequeños.

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Referencia (acceso libre)
Sciuto, Simona, Licia Colli, Andrea Fabris, Paolo Pastorino, Nadia Stoppani, Giovanna Esposito, Marino Prearo, Giuseppe Esposito, Paolo Ajmone-Marsan, Pier Luigi Acutis, and Silvia Colussi. 2022. «What Can Genetics Do for the Control of Infectious Diseases in Aquaculture?» Animals 12, no. 17: 2176. https://doi.org/10.3390/ani12172176

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