La vibriosis, especialmente la causada por Vibrio parahaemolyticus que provoca la devastadora enfermedad de la necrosis hepatopancreática aguda (AHPND), sigue siendo uno de los mayores dolores de cabeza para la industria camaronera global. Durante años, la respuesta se ha basado en el recambio de agua y el uso de antibióticos, prácticas cada vez más restringidas por su impacto ambiental y la generación de resistencia.
Los probióticos han surgido como una alternativa prometedora, pero con limitaciones. Muchos productos comerciales no son nativos del ambiente acuícola y les cuesta establecerse. Además, la evidencia científica sugiere que los «equipos» de bacterias (consorcios) son más estables y eficaces que las cepas individuales para combatir patógenos.
Esto ha impulsado el interés en las comunidades microbianas sintéticas (SynComs), que son básicamente «probióticos de diseño» compuestos por múltiples cepas indígenas beneficiosas. El problema es que construirlas es un proceso lento y laborioso. Un nuevo estudio publicado en Aquaculture por científicos de la Ningbo University y del Zhejiang Institute of Freshwater Fisheries propone una estrategia innovadora y rápida para identificar, aislar y ensamblar estas SynComs de alta eficacia.
Conclusiones clave
- 1 Conclusiones clave
- 2 El origen: bacterias «saludables» del sistema biofloc
- 3 ¿Por qué funcionaron? un vistazo a la comunidad
- 4 Optimizando la aplicación: ¿agua, alimento o ambos?
- 5 De un consorcio a una «SynCom» diseñada
- 6 La prueba de fuego: ¿funcionan las nuevas SynComs?
- 7 Conclusiones: una nueva estrategia para la acuicultura
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- Los consorcios bacterianos intestinales, enriquecidos en medios específicos (R2A+Kan, R2A, GM1), mejoraron la resistencia del camarón a Vibrio en más del 68%.
- El método de adición más eficaz fue la combinación de inmersión (en el agua) y mezcla con el alimento (IM+MF), mejorando la supervivencia post-desafío en un 80.1%.
- Se identificaron y aislaron 8 cepas clave de los consorcios exitosos, incluyendo géneros como Tenacibaculum, Bacillus, Ruegeria, Paracoccus, Microbacterium y Exiguobacterium.
- Las nuevas «SynComs» (comunidades sintéticas) creadas, especialmente SynComAll (8 cepas) y SynComR2A+Kan (6 cepas), aumentaron la supervivencia al desafío con Vibrio hasta en un 68.1%.
- El efecto protector se asocia con una mayor capacidad sinérgica para formar biofilm y un aumento en las enzimas digestivas e inmunes del camarón (como ACP y AKP).
El origen: bacterias «saludables» del sistema biofloc
Los investigadores partieron de una fuente prometedora: el intestino de camarones Penaeus vannamei criados en un sistema de biofloc (BFS). Estudios previos ya habían demostrado que estos camarones eran notablemente más resistentes a las infecciones por Vibrio. Los científicos recolectaron las bacterias intestinales de estos camarones «saludables» para usarlas como materia prima.
Encontrando la «receta» de enriquecimiento perfecta
El primer paso fue cultivar estos consorcios intestinales en el laboratorio. No todas las bacterias crecen igual, así que probaron ocho «recetas» o medios de cultivo diferentes (R2A, R2A+Kan, R2A+Van, GM1, MRS, 1/2 2216E, RM y LB).
Una vez que tuvieron los ocho consorcios bacterianos enriquecidos, los administraron a postlarvas de camarón durante seis días. Luego, evaluaron dos cosas: la «aptitud» del camarón (supervivencia y llenado intestinal) y, lo más importante, su resistencia tras ser infectados deliberadamente con la cepa patógena V. parahaemolyticus FX1.
Los medios ganadores (y los perdedores)
Los resultados fueron claros: el medio de cultivo importa, y mucho.
- Los ganadores: Los consorcios cultivados en los medios R2A+Kan (R2A con Kanamicina), R2A y GM1 fueron los más efectivos. No solo mejoraron significativamente la aptitud del camarón, sino que aumentaron la tasa de supervivencia post-infección por Vibrio en más del 68%, en comparación con el grupo control.
- Los perdedores: Sorprendentemente, los consorcios de los medios LB y R2A+Van (con Vancomicina) resultaron ser perjudiciales para el camarón, disminuyendo su supervivencia incluso antes del desafío.
¿Por qué funcionaron? un vistazo a la comunidad
El análisis de la composición bacteriana reveló el secreto. Los consorcios «ganadores» (R2A+Kan, R2A, GM1) eran diversos y estaban repletos de géneros bacterianos conocidos por ser beneficiosos, como Tenacibaculum, Bacillus, Microbacterium y Exiguobacterium.
Por el contrario, los consorcios «perdedores» estaban dominados por bacterias como Vibrio y Photobacterium (en el medio LB) o tenían una diversidad microbiana muy baja (en el R2A+Van), lo que probablemente creó una comunidad inestable que no pudo proteger al huésped.
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El medio R2A+Kan fue particularmente interesante. La kanamicina, un antibiótico, ayudó a suprimir a las bacterias Gram-negativas (como el propio Vibrio) en el cultivo, permitiendo que una comunidad diversa de bacterias beneficiosas (como Tenacibaculum y Bacillus) floreciera.
Optimizando la aplicación: ¿agua, alimento o ambos?
Tener un buen probiótico no es suficiente; hay que saber administrarlo. Los investigadores probaron tres métodos usando el exitoso consorcio del medio R2A:
- IM (Inmersión): Añadir las bacterias solo al agua de crianza.
- MF (Mezcla con Alimento): Añadirlas solo al alimento.
- IM+MF (Ambos): Usar las dos vías.
De acuerdo con los resultados del estudio, la estrategia combinada (IM+MF) fue la ganadora indiscutible. Mejoró la supervivencia durante la crianza en un 55.6% y, tras el desafío con Vibrio, aumentó la supervivencia en un impresionante 80.1%. Esto sugiere que la colonización es más eficaz cuando las bacterias beneficiosas están presentes tanto en el ambiente como en la dieta.
De un consorcio a una «SynCom» diseñada
El siguiente paso fue el más innovador: pasar de un consorcio «silvestre» enriquecido a una comunidad sintética (SynCom) de laboratorio, precisa y replicable.
Aislamiento de los «jugadores clave»
Basándose en el análisis de ADN de los consorcios ganadores (R2A+Kan, R2A y GM1), los científicos identificaron ocho géneros bacterianos clave que aparecían constantemente en altas abundancias (con más de 0.01%). Estos fueron: Paracoccus, Ruegeria, Microbacterium, Tenacibaculum, Demequina, Exiguobacterium, Bacillus y Tritonibacter.
Mediante un proceso de aislamiento dirigido, lograron obtener cultivos puros de estas ocho cepas específicas.
Creando el «súper-equipo»: SynComR2A+Kan y SynComAll
Con las cepas aisladas, construyeron cuatro nuevas SynComs «de diseño». Las más importantes fueron:
- SynComR2A+Kan: Mezcla de las seis cepas clave identificadas en ese consorcio.
- SynComAll: Una mezcla de las ocho cepas clave identificadas.
La prueba de fuego: ¿funcionan las nuevas SynComs?
Estas nuevas SynComs se pusieron a prueba en camarones, comparándolas con el grupo control, con el consorcio original de R2A+Kan y con un SynCom positivo (SynComBFS) validado en un estudio anterior.
Un éxito rotundo: superando el desafío de Vibrio
Los resultados confirmaron la eficacia de la estrategia. La adición de las nuevas SynComs mejoró significativamente la aptitud del camarón (supervivencia en crianza y llenado intestinal).
Tras la infección con V. parahaemolyticus, las SynComs demostraron su poder protector:
- SynComR2A+Kan aumentó la supervivencia en un 68.1%.
- SynComAll (con las 8 cepas) aumentó la supervivencia en un 66.6%.
Notablemente, estas SynComs de diseño funcionaron tan bien como el consorcio original de R2A+Kan y el SynComBFS de control positivo. Además, el estudio demostró que, si bien las cepas individuales ayudaban, su efecto era mucho menor; la sinergia del «equipo» era fundamental.
¿Cómo protegen al camarón?
El estudio ofrece pistas sobre el mecanismo de protección. Primero, las SynComs mostraron una capacidad de formación de biofilm significativamente mayor que las cepas individuales. Un biofilm robusto puede ayudar a las bacterias beneficiosas a colonizar el intestino y excluir físicamente a los patógenos.
Segundo, las SynComs mejoraron la salud interna del camarón, aumentando significativamente la actividad de enzimas digestivas (como CMCase) e inmunes (como ACP y AKP). Esto indica que las SynComs no solo combaten al patógeno, sino que también refuerzan el sistema inmunológico innato y la capacidad digestiva del camarón.
Conclusiones: una nueva estrategia para la acuicultura
Este estudio proporciona un método rápido y eficaz para desarrollar probióticos de nueva generación. Al combinar el cultivo de enriquecimiento (usando medios específicos como R2A+Kan) con la secuenciación de comunidades, es posible identificar, aislar y ensamblar rápidamente SynComs nativas y altamente protectoras.
Para el productor, esta estrategia abre la puerta a probióticos más fiables, basados en cepas indígenas adaptadas, que pueden administrarse fácilmente en el agua y el alimento (método IM+MF) para mejorar la salud intestinal y la resistencia contra una de las enfermedades más costosas de la acuacultura del camarón.
Contacto
Haipeng Guo
State Key Laboratory for Quality and Safety of Agro-Products, School of Marine Sciences, Ningbo University
Ningbo 315211, China.
Email: guohaipeng@nbu.edu.cn
Referencia
Shen, F., Fu, X., Zhang, Y., Chen, L., Zeng, F., Yao, J., Chen, J., Zhang, D., & Guo, H. (2025). Construction of synthetic communities against Vibrio parahaemolyticus infection in shrimp based on gut bacterial enrichment cultures. Aquaculture, 743350. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2025.743350
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.
