Salmonicultura: Avances en la detección de enfermedades in situ

Salmonicultura Avances

en la detección de enfermedades in situ

EL DIAGNÓSTICO DE PATOLOGÍAS DE PECES EN TERRENO PUEDE

TENER FAVORABLES EFECTOS EN LA PRODUCCIÓN, PUES,

CONTANDO CON INFORMACIÓN MÁS RÁPIDA Y OPORTUNA, ES

POSIBLE TOMAR MEJORES DECISIONES EN CUANTO A MANEJOS

Y TRATAMIENTOS.

Uno de los principales desafíos de la industria chilena del salmón es mantener un mejor control de las enfermedades infecciosas que afectan a los peces, pues estas –sobre todo SRS– pueden ser responsables de importantes pérdidas y, además, son las que obligan a utilizar antibióticos en el proceso de producción.

Dentro de este contexto, poder contar con herramientas que permitan un diagnóstico más rápido de las enfermedades y, de esa forma, poder tomar acciones de control de manera temprana y oportuna, resulta crucial. Con ello, se puede reducir la cantidad de peces enfermos y, asimismo, el uso de fármacos para tratar un cuadro determinado.

En la actualidad, cuando los peces muestran alteraciones y signos de alguna enfermedad, lo que se hace es tomar muestras que son enviadas a los laboratorios de diagnóstico repartidos en varios centros urbanos cercanos a las instalaciones acuícolas. Dependiendo de la ubicación del centro y de los análisis que se deben realizar, en general, se pueden obtener resultados en unos dos a cinco días. El sistema funciona bastante bien, pues se trata de laboratorios especializados que han ido incorporando tecnologías de vanguardia. No obstante, cuando se trata de centros de cultivo muy alejados, o de brotes que en poco tiempo comienzan a complicar la producción, se hace necesario contar con herramientas que ayuden a tomar acciones más rápidas.

En esa línea, se ha vuelto muy importante el impulso que se le ha dado el último tiempo al desarrollo de dispositivos y mecanismos de diagnóstico de patologías in situ o en terreno, de forma que los técnicos y/o profesionales a cargo de los centros de producción puedan detectar las enfermedades con mayor prontitud y comenzar lo antes posible los tratamientos. Por ahora, en la industria local hay una alternativa que ya está disponible comercialmente, además de otro desarrollo que se espera pronto esté al alcance de los salmonicultores.

NEWENKO GROUP

La empresa biotecnológica chilena, Newenko Group, ya cuenta con un producto en el mercado enfocado en la detección de enfermedades de peces in situ. Se trata de WikiGen®, una plataforma biotecnológica de kits de diagnóstico molecular de patógenos que permite la detección temprana en condiciones de campo para una intervención oportuna. En 2019, la firma lanzó, específicamente, el primer kit para la detección molecular

de Piscirickettsia salmonis, denominado WikiGen®SRS, el cual hoy cuenta con clientes que lo utilizan de manera rutinaria en sus faenas.

“WikiGen SRS® es un kit Testing-On-Farm portátil, simple, seguro y rentable para el diagnóstico rápido y específico de Piscirickettsia salmonis, agente causal de la principal enfermedad infecciosa de la industria chilena del salmón”, informa Marco Rozas, fundador y gerente técnico de Newenko Group, quien agrega que “el kit detecta ADN de la bacteria a temperatura ambiente, mediante una tecnología denominada RPA (Recombinase Polymerase Amplification) y sin ningún tipo de equipamiento de laboratorio. Si hay bacteria, se colorea la banda SRS+ junto al control en la cinta en 90 minutos. Nosotros desarrollamos, producimos y vendemos el kit directamente a los usuarios. Además, entregamos toda la asesoría técnica y el soporte postventa”.

Dentro de las ventajas que presenta WikiGen®, Marco Rozas señala que “frente al PCR de laboratorio, el kit molecular portátil es fácil de utilizar y ha permitido reducir el tiempo de respuesta de cuatro o cinco días a 90 minutos. Además, tiene una sensibilidad y especificidad diagnóstica mayor al 90%”. Asimismo, el equipo desarrollado por Newenko Group puede ser utilizado por cualquier funcionario del centro de cultivo, permitiendo aplicar medidas de control en forma oportuna, lo cual cobra aún mayor relevancia en el actual contexto de contingencia sanitaria, donde la movilidad y la logística se ha vuelto más complicada en las regiones del sur.

Pensando en el corto plazo, la firma local espera seguir apoyando a la industria en la detección de patógenos en terreno, por lo que actualmente se encuentra en pleno desarrollo de kits WikiGen® para otras dos bacterias de importancia en la producción del salmón: Renibacterium salmoninarum (WikiGen®BKD) y Flavobacterium psychrophilum (WikiGen®Flavo). Además, para ampliar la plataforma WikiGen®, se preparan otros cuatro kits basados en la tecnología isotérmica denominada “LAMP” (Loop Mediated Isothermal Amplification), los cuales se encuentran en fase final de validación técnica de campo y se espera que estén disponibles comercialmente durante este año para la detección en terreno de IPNv, ISAv, R. salmoninarum y P. salmonis.

“Finalmente, estamos terminando el desarrollo de Fishbyte®, una aplicación móvil y web capaz de detectar enfermedades en peces de cultivo basada en el procesamiento de imágenes a través de inteligencia artificial (IA). Actualmente, la aplicación está disponible en Google Play y posee un 90% de exactitud. Sin embargo, la etapa de entrenamiento del algoritmo y de la red neuronal continúa”, sostiene Marco Rozas.

EL DESARROLLO DE FRAUNHOFER

Otra entidad que ha decidido incursionar en esta materia es Fraunhofer Chile, centro de investigación de excelencia que se encuentra desarrollando el dispositivo portátil Biopat en conjunto con los institutos Fraunhofer de Biología Molecular y Ecología

Los dispositivos de detección en terreno vienen a ayudar en la labor de monitoreo constante de enfermedades dentro de los centros de cultivo, sobre todo en aquellos más alejados donde cuesta más llegar a los laboratorios de diagnóstico.

WikiGen SRS®, de Newenko Group, es un kit portátil para el diagnóstico rápido y específico de P. salmonis.

Cuando se trata de centros de cultivo muy alejados, o de brotes que en poco tiempo comienzan a complicar la producción, se hace necesario contar con herramientas que ayuden a tomar acciones más rápidas.

Fraunhofer Chile está trabajando en Biopat, el cual permitirá detectar in situ los principales patógenos que afectan a la salmonicultura.

Fotografía: Fraunhofer Chile. Fotografía: Newenko Group.

Aplicada (IME) y de Microsistemas y Tecnologías de Estado Sólido (EMFT) de Alemania. Según señala Derie Fuentes, gerente de Acuicultura y Ecosistemas Marinos del Centro de Biotecnología de Fraunhofer Chile, “Biopat permitirá detectar in situ los principales patógenos que afectan a la industria acuícola, sin la necesidad de enviar muestras a un laboratorio o un centro”.

El ejecutivo agrega que “esto es de gran importancia tanto para una detección más efectiva como para abaratar los costos totales que implica un brote, ya que al actuar cuando la enfermedad recién se inicia, se pueden tomar acciones correctivas y aplicar tratamiento a un volumen menor de individuos y evitar mortalidades. Por otra parte, un dispositivo de detección temprana podría ayudar enormemente en los monitoreos constantes que se realizan en los centros de cultivo alejados de laboratorios de diagnóstico, lo que también simplifica la logística y disminuye los tiempos de reacción”.

De acuerdo con lo señalado, Biopat tendrá entre 100 y 1.000 veces más sensibilidad para detectar partículas virales o bacterianas en la muestra a analizar, es decir, necesitará menos carga de patógenos para entregar el diagnóstico. “Esto es posible gracias a que el dispositivo emplea la tecnología LAMP para amplificar segmentos específicos de ADN y ARN de patógenos, lo que se complementa con sensores electroquímicos que, al detectar el material genético amplificado, lo transforman en una señal eléctrica proporcional a la cantidad de patógeno presente en la muestra para visualizar el resultado”, explica el ejecutivo.

De esa forma, el dispositivo de Fraunhofer será portátil –no más grande que una caja de 20 x 20 x 20 cm– y no requerirá de procesos complejos de obtención de material genético desde las especies afectadas ni de personal técnico altamente calificado para su manipulación, lo que simplifica los tiempos de reacción frente a un brote infeccioso.

Con respecto a su funcionamiento, Derie Fuentes comenta que “se deben mezclar un par de soluciones que incluyen todos los reactivos necesarios y luego hacer la incubación durante 120 minutos en el dispositivo, entregando finalmente resultados de detección positiva o negativa al usuario en cada una de las reacciones desarrolladas”.

Actualmente, Biopat está en etapa de prueba y validación de los componentes independientes y en conjunto como prototipo a nivel de laboratorio. En principio, el dispositivo está estandarizado para detectar IPNv, ISA, SRS y BKD y no se descarta implementar la detección de otros patógenos de interés en la industria a petición de los eventuales clientes de la tecnología.

“Últimamente hemos trabajado en determinar parámetros de sensibilidad, reproducibilidad, especificidad y otros, en comparación con los estándares utilizados actualmente (RT-qPCR, qPCR, ELISA, entre otros). Una vez que logremos empaquetar la tecnología completa, avanzaremos en las conversaciones con fabricantes y distribuidores de kits de diagnóstico para su uso en terreno”, agrega el representante de Fraunhofer.

REDUCCIÓN DEL USO DE ANTIBIÓTICOS

De acuerdo con lo señalado por los expertos, los dispositivos de detección en terreno vienen a ayudar en la labor de monitoreo constante de enfermedades dentro de los centros de cultivo, sobre todo en aquellos más alejados donde cuesta más llegar a los laboratorios. Esto, fundamentalmente, disminuye los tiempos de reacción, lo cual adquiere aún más relevancia en un momento en el cual la industria se ha puesto como una de sus principales metas mantener un mejor control sanitario y reducir, de esa forma, el uso de antibióticos.

Según señala Derie Fuentes, “la detección temprana, masiva y en terreno de posibles patógenos impacta en un uso más racional de antibióticos, ya que permite dosificar de mejor manera su utilización, aislando y focalizando el tratamiento en aquellos grupos de peces afectados y, por tanto, descargando menores cantidades de antibióticos al ambiente”.

Marco Rozas concuerda con lo anterior e indica que “en enero de 2020, Sernapesca incorporó el kit WikiGen®SRS al Programa para la Optimización del Uso De Antimicrobianos (PROA-Salmón), lo cual le otorga un importante soporte y validación técnica para aportar a la estrategia de reducción de uso de antibióticos en la industria. Como equipo, estamos muy orgullosos y motivados porque hemos sido pioneros en esta materia y hemos constatado que nuestra innovación es de impacto y agrega un valor concreto al sector”.