Estudio revela que el metabolismo de la taurina podría modularse mediante la suplementación exógena para mejorar la respuesta inmune de los crustáceos contra los microbios patogénicos.
La Organización Mundial de Sanidad Animal (OIE) ha listado la enfermedad de la necrosis hepatopancreática aguda (AHPND) como una de las siete enfermedades bacterianas más infecciosas que impactan la acuicultura del camarón.
Desde su identificación, AHPND se ha convertido en una enfermedad más patogénica y destructiva que afecta la industria camaronera debido alta tasa de mortalidad y rápida diseminación.
Los investigadores de Shantou University, de la Jimei University, y del Guangxi Key Laboratory of Aquatic Genetic Breeding and Healthy Aquaculture, reportan las diferentes etapas patológicas de los camarones blancos del Pacífico (Penaeus vannamei) que estaban infectados con Vibrio en un estanque acuícola, y los metabolitos clave y sus enzimas correspondientes estaban desregulados.
Ellos recolectaron muestras del tracto gastrointestinal de camarones Penaeus vannamei sanos, enfermos y moribundos en el mismo estanque de cultivo para caracterizar el perfil histológico, metabólico y transcriptómico.
Daños generados por los patógenos
En el estudio, los investigadores reportan que los camarones enfermos y moribundos mostraron un daño histológico y macroscópico masivos en sus tractos gastrointestinales, y encontraron que estaban infectados principalmente por dos cepas de Vibrio.
“Encontramos que los camarones enfermos y moribundos con tracto gastrointestinal vacíos y hepatopáncreas atrofiado estaban principalmente infectados con Vibrio parahaemolyticus y Vibrio harveyi”, reportan.
Asimismo, indican que aunque las dos especies de Vibrio (V. harveyi y V. parahaemolyticus) parecen ser responsables de las características patológicas en los camarones enfermos y moribundos, ninguna de estas bacterias se encontró en el intestino ni en la hemolinfa de los camarones enfermos, lo que podría ser debido a la eliminación gradual de las bacterias por parte del sistema inmunitario del huésped, pero las toxinas liberadas podrían dañar los tejidos de los camarones
Importancia de los metabolitos
Algunos metabolitos tienen funciones inmunológicas directas, mientras que otros modulan la respuesta inmunológica indirectamente vía otros factores o vías.
Los investigadores observaron una desregulación significativa de metabolitos cruciales y sus enzimas en camarones enfermos y moribundos, los camarones enfermos expresaron altos niveles de taurina y enzimas relacionadas con el metabolismo de la taurina, mientras que los camarones moribundos expresaron altos niveles de hipoxantina y enzimas relacionadas con el metabolismo.
Asimismo, los investigadores registraron una fuerte correlación negativa entre los niveles de taurina y la abundancia relativa de V. parahaemolyticus y V. harveyi.
En la interacción huésped-patógeno, la modulación del metaboloma podría ser una estrategia del huésped para eliminar el patógeno invasor o la adoptada por el patógeno para evadir la vigilancia inmunológica del huésped.
De hecho, los niveles de algunos metabolitos, incluidos el ácido láctico, la putrescina, la cadaverina, la hipoxantina, la xantina, etc., que se redujeron en los camarones enfermos (resistentes) pero aumentaron en los camarones moribundos (susceptibles), tuvieron una fuerte correlación positiva con la abundancia de bacterias (V. parahaemolyticus y V. harveyi), lo que sugiere que estos metabolitos son beneficiosos para los patógenos.
Suplementación con taurina
En la mayoría de los tejidos animales, la taurina existe como un aminoácido libre abundante, involucrado en muchos procesos biológicos cruciales, incluida la respuesta inmunitaria innata.
Del mismo modo, las propiedades antioxidantes de la taurina son importantes para la protección de las células en condiciones inflamatorias agudas y la mejora de las respuestas inmunológicas y antioxidantes.
Existe poca información sobre el papel de la taurina en la respuesta inmune de los camarones, la suplementación con taurina en la dieta podría mejorar la supervivencia y la respuesta inmune de varios organismos marinos.
“Observamos que la taurina exógena mejoró la supervivencia de los camarones contra el desafío de V. parahaemolyticus al aumentar la expresión de enzimas clave del metabolismo de la taurina, principalmente cisteína dioxigenasa (CDO) y cisteína descarboxilasa de ácido sulfínico (CSD)”, reportan.
Conclusión
“El presente estudio revela que los camarones enfermos y moribundo, que muestran tractos gastrointestinales vacíos y atrofiados, estaban principalmente infectados con vibrio patógeno (V. parahaemolyticus causante del AHPND)”, concluyen.
Indican que estas bacterias inducen la desregulación de muchos metabolitos, incluida la taurina, que aumentó en los camarones enfermos pero disminuyó en los camarones moribundos.
Asimismo, reportan que una cierta concentración de taurina suplementada en la dieta (2.5 mg/mL), mejora la supervivencia de los camarones en más del 50% cuando se los estimuló con V. parahaemolyticus, lo que indica que una cantidad óptima de taurina podría mejorar significativamente la respuesta antibacteriana de los camarones.
Contacto
Yueling Zhang
Institute of Marine Sciences and Guangdong Provincial Key Laboratory of Marine Biotechnology,
College of Science, Shantou University,
Shantou, 515063, Guangdong, China
Email: zhangyl@stu.edu.cn
Referencia (acceso libre)
Wang, Z., Aweya, J.J., Yao, D. et al. Taurine metabolism is modulated in Vibrio-infected Penaeus vannamei to shape shrimp antibacterial response and survival. Microbiome 10, 213 (2022). https://doi.org/10.1186/s40168-022-01414-9
