El uso de antibióticos en la acuicultura es una práctica común para prevenir y tratar enfermedades en peces, pero sus efectos en los organismos acuáticos y sus ecosistemas circundantes han suscitado preocupaciones a nivel global.
En ciertas circunstancias, los antibióticos son utilizados como metafiláctico o administrados para mitigar la propagación de agentes infecciosos; sin embargo, en la mayoría de las aplicaciones, los antibióticos son usados terapéuticamente, se proporcionan a los peces enfermos en un esfuerzo para tratar las enfermedades existentes.
Sin embargo, el mal uso de los antibióticos tienen consecuencias negativas en la salud de los peces. Estudios recientes han mostrado que los tratamientos con antibióticos pueden causar disbiosis en el microbioma del intestino de los peces, lo que resulta en una disminución del crecimiento y en una mayor vulnerabilidad a las infecciones.
A pesar de la atención que se ha prestado a los impactos de los antibióticos en los organismos acuáticos, todavía se sabe poco sobre cómo estos medicamentos afectan a las comunidades microbianas intestinales de los peces y su salud en general.
Un estudio publicado por científicos de University of Stavanger, de la University of Florida, del U.S. Geological Survey, University of California y de Skretting Aquaculture Innovation se centró en investigar los efectos del florfenicol (FFC) en el microbioma intestinal y la expresión génica gastrointestinal en salmones del Atlántico juveniles (Salmo salar).
Metodología
En este estudio, los científicos emplearon post-smolt de salmón del Atlántico criados en tanques con un flujo continuo de agua, a una temperatura de 12 oC con un fotoperíodo de 24 h luz y oxígeno por encima del 90% de saturación.
Ellos administraron tres dosis diferentes de florfenicol (FFC) en la dieta experimental de los salmones: 10, 20 y 30 mg/kg de peso corporal del pez. La dieta se suministró durante 18 días, seguida de un período de recuperación de 10 días.
Evaluar las complejas interacciones entre el microbioma del intestino y del huésped requiere el uso de avanzadas técnicas de secuenciación. En este sentido, los científicos utilizaron un enfoque de transcriptómica y metatranscriptómica para analizar el microbioma intestinal y la expresión génica de los peces, debido a que el analizar de la metatranscriptómica les permite obtener un mayor conocimiento de las interacciones entre el microbioma del intestino y del pez, además de desarrollar estrategias innovadoras para mejorar la salud de los peces y la eficiencia en la industria de la acuicultura.
Resultados
Los resultados revelaron que las dosis de 10 y 30 mg/kg de FFC llevaron a la regulación a la baja de genes involucrados en la transcripción de la cadena-1 de la NADH-ubiquinona oxidorredutasa, lo que sugiere que el antibiótico afecta el metabolismo respiratorio bacteriano.
La dosis de 30 mg/kg de FFC aumentó la expresión de genes que codifican enzimas glicolíticas, como la fosfoglicerato quinasa, lo que indica una alteración en el metabolismo energético en el microbioma.
Además, el análisis del transcriptoma de los peces reveló que el tratamiento con FFC afectó procesos celulares en el sistema gastrointestinal de los peces, incluyendo vías relacionadas con la apoptosis y el metabolismo del ADN.
En particular, la dosis más alta de FFC activó vías relacionadas con la regulación celular, como la activación de LXR/RXR, FXR/RXR y la ubiquitinación de proteínas. Al final del período de recuperación, el grupo tratado con 30 mg/kg de FFC alteró vías relacionadas con la señalización de EIF2 y la degradación de lisina.
Discusión
El microbioma del intestino de los peces está envuelto en el metabolismo y en el balance de energía influenciando en la absorción de la dieta y la liberación de hormonas. Además se ha reportado que ciertas bacterias sirven para proteger al huésped de las enfermedades mediante la competencia por nutrientes y la producción de compuestos antimicrobianos.
El estudio identificó efectos a nivel molecular del tratamiento con FFC en el microbioma intestinal y el sistema gastrointestinal de los salmones del Atlántico juveniles. Es importante destacar que, a pesar de estos cambios a nivel molecular, los científicos no observaron cambios fenotípicos en el crecimiento o la condición de los peces.
De acuerdo con los resultados del estudio, la mayoría de los cambios observados fueron reversibles y se redujeron al final del período de recuperación, con la excepción del grupo de tratamiento de dosis más alta.
Conclusión
“Aunque no se observaron efectos significativos en el crecimiento de los peces, los resultados del metatranscriptoma mostraron que un tratamiento de 18 días con 10 y 20 mg / kg bw de florfenicol tuvo varios efectos en la expresión de genes de la microbiota del intestino”, concluyeron los científicos.
Este estudio pone de manifiesto la importancia de comprender los mecanismos moleculares subyacentes a los efectos de los antibióticos en la industria salmonera. Aunque los efectos observados a nivel molecular no se tradujeron necesariamente en cambios evidentes en la salud de los peces, estos hallazgos subrayan la necesidad de optimizar los tratamientos con antibióticos en la acuicultura, minimizando así los posibles impactos ambientales y fomentando prácticas más sostenibles en la industria.
El conocimiento de los efectos de los antibióticos en el microbioma y la salud de los peces es esencial para tomar decisiones informadas y responsables en la producción acuícola.
Contactos
Giovanna Monticelli
Department of Chemistry, Bioscience and Environmental Engineering, University of Stavanger, Stavanger, Norway
Email:giovanna.monticelli@uis.no
Daniela M. Pampanin
Department of Chemistry, Bioscience and Environmental Engineering, University of Stavanger, Stavanger, Norway
Email:daniela.m.pampanin@uis.no
Referencia
Giovanna Monticelli, Joseph H. Bisesi, Jason T. Magnuson, Daniel Schlenk, Carlos Zarza, David Peggs, Daniela M. Pampanin. Effect of florfenicol administered through feed on Atlantic salmon (Salmo salar) gut and its microbiome, Aquaculture, 2023, 740310, ISSN 0044-8486, https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2023.740310.
