Nutrición, Patologías

Microbios para revolucionar la sostenibilidad de la acuicultura de invertebrados

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By Milthon Lujan

Diseño experimental a escala real para identificar bacterias beneficiosas para la educación microbiana. Fuente: Dantan et al., (2024). Rev Aquac.
Diseño experimental a escala real para identificar bacterias beneficiosas para la educación microbiana. Fuente: Dantan et al., (2024). Rev Aquac.

La acuicultura, el cultivo de organismos acuáticos, se ha convertido en el sector de producción de alimentos de más rápido crecimiento a nivel mundial. Sin embargo, este éxito se ve amenazado por un número creciente de enfermedades que afectan a los invertebrados cultivados como las ostras, los camarones y el abulón.

Estas enfermedades suelen ser causadas por virus, bacterias o parásitos, pero una nueva comprensión del papel del microbioma (la comunidad de microorganismos que viven dentro y alrededor de estos animales) está arrojando luz sobre posibles soluciones.

Un equipo de científicos de IFREMER, Univ Montpellier, Univ Bretagne publicaron una revisión científica donde informan a la industria de la acuicultura de crustáceos y moluscos sobre posibles estrategias en las prácticas de cría para mitigar enfermedades y pérdidas económicas.

Este artículo profundiza en las complejidades de las enfermedades de los invertebrados marinos, destacando el impacto que tienen en la producción y explorando posibles soluciones basadas en aprovechar el poder de los microbios beneficiosos.

El alcance del problema

La acuicultura ahora supera a la pesca silvestre como principal fuente de productos del mar, con una producción que alcanzó los 86,4 millones de toneladas en 2020. Sin embargo, los brotes de enfermedades plantean un riesgo importante, causan miles de millones de dólares en pérdidas y amenazan los medios de vida de muchas personas.

Los invertebrados como las ostras, los camarones y el abulón son particularmente vulnerables y sufren infecciones virales, bacterianas y parasitarias. El virus del síndrome de la mancha blanca (WSSV) en el camarón puede causar una mortalidad del 100% en cuestión de días, mientras que el síndrome de mortalidad de la ostra del Pacífico (POMS) ha impactado significativamente la producción mundial de ostras. Estas enfermedades no sólo causan mortandades masivas sino que también provocan pérdidas económicas sustanciales para la industria.

Durante años, nos hemos centrado en peces, moluscos y crustáceos como individuos. Pero la investigación ahora revela que estas criaturas son holobiontos, ecosistemas entrelazados con sus microbios residentes. Comprender e influir en esta comunidad microbiana abre posibilidades interesantes para una acuicultura sostenible y resiliente.

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El papel de la microbiota

Tradicionalmente, el control de enfermedades se centraba en identificar y eliminar patógenos dañinos. Sin embargo, el artículo introduce el concepto de enfermedades multifactoriales y polimicrobianas, donde las alteraciones en el delicado equilibrio del microbioma desempeñan un papel crucial. Los factores estresantes ambientales, como los cambios de temperatura o la contaminación, pueden desencadenar disbiosis, lo que lleva a la proliferación de patógenos oportunistas y a una mayor susceptibilidad a las enfermedades.

Conforme lo detalla el estudio, muchas enfermedades implican una interacción compleja entre el medio ambiente, los patógenos y el propio microbioma del huésped. En este sentido, las alteraciones en las comunidades microbianas naturales dentro de los animales de granja acuícola pueden abrir la puerta a patógenos oportunistas, lo que lleva a enfermedades multifactoriales y polimicrobianas.

El síndrome de heces blancas (WFS) en camarones y el síndrome de mortalidad de las ostras del Pacífico (POMS) son ejemplos de este tipo de enfermedades multifactoriales.

Un cambio hacia el manejo del microbioma

Los enfoques tradicionales a menudo se basan en métodos antagónicos como la esterilización del agua y los antibióticos, lo que genera preocupaciones sobre la resistencia y la sostenibilidad.

Sin embargo, una nueva ola de investigación explora cómo aprovechar el poder de los microbios beneficiosos para lograr un enfoque más sostenible. Se están investigando los probióticos, los simbiontes mutualistas y los bacteriófagos por su potencial para combatir directamente los patógenos mediante compuestos antimicrobianos, competencia o depredación.

El artículo propone un cambio desde enfoques antagónicos tradicionales como la esterilización del agua y los antibióticos hacia el aprovechamiento del poder del microbioma mismo. Esto involucra:

  • Probióticos: Introducir microorganismos beneficiosos que compiten con los patógenos, producen antimicrobianos o incluso los atacan directamente.
  • Simbiontes mutualistas: Utilizan bacterias beneficiosas que viven en simbiosis con el huésped, brindando protección y otros beneficios.
  • Bacteriófagos: Utilizan virus que atacan y eliminan específicamente las bacterias dañinas.

Desentrañando el poder oculto del microbioma

La revisión científica explora el papel crucial del microbioma en diversas enfermedades de moluscos y crustáceos. Cuando este equilibrio microscópico se altera (disbiosis), los patógenos pueden afianzarse y provocar brotes devastadores y pérdidas económicas. Ejemplos incluyen:

  • Síndrome de heces blancas (WFS) en camarones, vinculado a una diversidad microbiana intestinal reducida y patógenos oportunistas.
  • Síndrome de mortalidad de las ostras del Pacífico (POMS), en el que un virus similar al herpes desencadena disbiosis, dejando a las ostras vulnerables al ataque bacteriano.
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La revolución probiótica

En lugar de luchar directamente contra los patógenos, el enfoque holobionte promueve el cultivo de un microbioma sano y equilibrado. Probióticos, bacterias beneficiosas, son prometedores para restablecer el equilibrio y prevenir enfermedades. Imagínese introducir «inquilinos microbianos» útiles para desplazar a los dañinos, reforzando las defensas naturales del huésped.

La revisión científica va más allá de los probióticos y propone dos estrategias innovadoras:

  1. Identificación de microbios «buenos vecinos»: Los investigadores pretenden identificar comunidades bacterianas asociadas con una salud sólida en diferentes especies. Al comprender a estos actores beneficiosos, podemos fomentar su presencia en los entornos de la acuicultura.
  2. Educación microbiana durante los primeros años de vida: Este fascinante concepto implica la introducción de microbios beneficiosos durante las etapas larvarias, moldeando el sistema inmunológico en desarrollo para una resiliencia a largo plazo contra el estrés y las enfermedades.

Beneficios más allá de la salud

Al fomentar la salud del holobionte, podemos lograr algo más que la simple prevención de enfermedades. Un microbioma equilibrado puede potencialmente:

  • Potenciar el crecimiento y desarrollo de las especies cultivadas.
  • Mejorar la resistencia a factores estresantes ambientales como las fluctuaciones de temperatura y la contaminación.
  • Reducir la dependencia de antibióticos y otros tratamientos nocivos.

El futuro: “educación microbiana”

El artículo enfatiza el papel crucial del microbioma durante el desarrollo temprano en la configuración del sistema inmunológico del huésped. Los estudios demuestran que la exposición temprana a microbios beneficiosos específicos puede «educar» el sistema inmunológico, lo que conduce a una protección duradera contra enfermedades en el futuro. Esto abre posibilidades interesantes para el uso de estos «probióticos de nueva generación» en las etapas de cría de larvas, lo que podría conducir a animales de acuicultura más sanos y resistentes.

  • La evidencia emergente sugiere el papel fundamental del microbioma en las primeras etapas de la vida en la configuración del sistema inmunológico del huésped a lo largo de su vida.
  • Los científicos están explorando la posibilidad de utilizar este conocimiento para identificar y utilizar «bacterias que promueven la salud» durante la cría de larvas.
  • Al dar forma al microbioma desde el principio, estos «probióticos de nueva generación» podrían ofrecer beneficios a largo plazo para la resistencia a las enfermedades y la salud en general.
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Conclusión

Esta revisión tiene como objetivo dotar a la industria acuícola de conocimientos sobre la teoría del holobionte y sus posibles aplicaciones. Al adoptar estrategias de gestión microbiana, podemos avanzar hacia un futuro de acuicultura sostenible, saludable y resiliente, garantizando la seguridad alimentaria para las generaciones venideras.

El artículo presenta un caso convincente para ir más allá de los métodos tradicionales de control de enfermedades y aprovechar el potencial del microbioma en la acuicultura. Al comprender y manipular las complejas interacciones entre el huésped, los patógenos y los microbios beneficiosos, podemos desarrollar estrategias innovadoras para garantizar la sostenibilidad y la resiliencia de este sector vital de producción de alimentos.

De esta forma invertir en investigación sobre “educación microbiana” y aprovechar microbios beneficiosos tiene el potencial de revolucionar la forma en que abordamos la prevención de enfermedades y promovemos la salud a largo plazo de los animales acuáticos de granja.

Contacto
Céline Cosseau
IHPE UMR 5244, Université de Perpignan Via Domitia
58 Avenue Paul Alduy Bât R, F-66860 Perpignan Cedex, France.
Email: celine.cosseau@univ-perp.fr

Referencia (acceso abierto)
Dantan L, Toulza E, Petton B, et al. Microbial education for marine invertebrate disease prevention in aquaculture. Rev Aquac. 2024; 1-15. doi:10.1111/raq.12893