Microbiota de abalón y el síndrome de marchitamiento del pié

Jaime Romero, Alejandro Villasante, Rafael Opazo, Natalia Catalán, Karin Lohrmann, Rodrigo Rojas. Laboratorio de Biotecnología de Alimentos - Unidad de Alimentos - INTA - Universidad de Chile jromero@inta.uchile.cl

El foco nuestro grupo ha estado en el estudio es el microbioma/microbiota de especies de interés comercial. La microbiota es un conjunto de microorganismos en continuo contacto con el hospedero que otorga beneficios como estimulación del sistema inmune y actividades metabólicas para la obtención de nutrientes. Conociendo estos microorganismos y sus propiedades se pueden generar herramientas para mejorar la nutrición de los peces, apuntando a potenciar la salud intestinal (absorción de nutrientes; conversión) y la inmunidad de las especies en cultivo (respuesta a enfermedades). En consecuencia, este conocimiento tiene el potencial de mejorar la producción y hacerla más sustentable.

Nuestro grupo ha logrado caracterizar la microbiota de varios peces de interés comercial incluyendo salmónidos, palometa, lenguado y congrio en Chile (Ramírez & Romero 2017, a y b). Más recientemente, hemos aplicado nuestra experiencia en otras especies como camarón y paiche en Ecuador, y la intersección entre microbiota y aditivos dietarios como algunos prebióticos (Gainza & Romero 2020). De esta forma, hemos estado en búsqueda de problemas productivos que se relacionan con la microbiota y en este caso nos interesó el cultivo de abalón y la problemática del marchitamiento del pié. El abalón es un gasterópodo herbívoro marino (Haliotis rufescens), explotado en Chile dadas algunas ventajas como la temperatura adecuada del agua de mar y la abundancia de algas marinas como alimento. Uno de los problemas productivos más importantes corresponde al marchitamiento del pié. El síndrome de marchitamiento del pié (WS), una enfermedad infecciosa causada por la bacteria intracelular Candidatus Xenohaliotis californiensis, ha provocado importantes pérdidas económicas en la acuicultura del abalón. El patógeno infecta el epitelio gastroentérico, incluida la glándula digestiva, alterando el sistema digestivo y provocando un marchitamiento progresivo en el abalón. No obstante, nuestro conocimiento sobre las implicaciones del WS en la microbiota de las glándulas digestivas y su papel en el progreso de las enfermedades sigue siendo en gran parte desconocido.

Este estudio publicado recientemente (Villasante y cols. 2020) ha tenido como objetivo determinar si la microbiota asociada a las glándulas digestivas difiere entre el abalón rojo sano (Haliotis rufescens) y el abalón rojo afectado con WS. Utilizando la secuenciación de alto rendimiento de la región V4 del gen rRNA 16S, nuestros resultados revelaron diferencias en la microbiota entre los grupos. Los géneros bacterianos, incluidos Mycoplasma, Lactobacillus, Cocleimonas y Tateyamaria, fueron significa

Figura 1. Imagen macroscópica de un ejemplar de abalon. Izquierda: ejemplar sano sin signos de enfermedad, donde el pié llena la cavidad de la concha. A la derecha: ejemplar de abalón con WS en el cual se nota la contracción del pié.

tivamente más abundantes en abalones sanos, mientras que Candidatus Xenohaliotis californiensis y Marinomonas fueron más abundantes en abalones afectados por WS.

Mycoplasma fue el género dominante en especímenes sanos y se redujo drásticamente en especímenes con enfermedad de WS, mientras que ocurrió todo lo contrario con el género Candidatus Xenohaliotis californiensis. De hecho, observamos la presencia de este Candidatus Xenohaliotis Figura 2. Comparación de la microbiota de la glándula digestiva de abalón rojo sano (recuadros rojos) y abacaliforniensis en la microbio- lón rojo afectados con síndrome de marchitamiento (recuadros azules) en términos de abundancia relativa ta de la glándula digestiva en (%) a nivel de filo (B) y de género (C). dos muestras sanas, lo que sugiere que la mera presencia de este patógeno podría no ser suficiente para causar la enfermedad de WS (Cicala y cols. 2018) y, Referencias por lo tanto, podrían ser necesarios otros cofactores para promover Ramírez C., & Romero J. (2017)a. Fine Flounder (Paralichthys adsperla progresión de la enfermedad. Por lo tanto, planteamos que la sus) microbiome showed important differences between wild and reared enfermedad de WS requiere la presencia de Candidatus Xenoha- specimens. Frontiers in Microbiology, 8, 271. liotis californiensis junto con una caída significativa en la abundancia relativa de Mycoplasma, lo que provoca una disminución Ramírez C., & Romero J. (2017)b. The microbiome of Seriola lalandi of concomitante en la proporción Mycoplasma/Candidatus Xenoha- wild and aquaculture origin reveals differences in composition and potenliotis californiensis, como se observa en nuestro estudio. tial function. Frontiers in Microbiology, 8, 1844.

Con base en este hecho, es interesante explorar si la administración de Mycoplasma para promover la salud del abalón rojo podría constituir una estrategia para mejorar la productividad de este cultivo. Esto es especialmente cierto ya que el manejo de la enfermedad del WS debe abordarse desde un punto de vista sostenible considerando aspectos como si los métodos son amigables con el medio ambiente, seguros para el consumo humano y rentables.

Este estudio proporcionó evidencia de diferencias en la estructura de las comunidades de bacterias de la microbiota digestiva del abalón rojo entre muestras sanas y muestras con enfermedad de WS. Mycoplasma y Candidatus Xenohaliotis californiensis fueron los géneros más abundantes y su abundancia relativa contribuyó más fuertemente a las variaciones del perfil microbiano entre el abalón enfermo y el sano en este estudio. Al igual que en estudios anteriores, observamos que la mera presencia de Candidatus Xenohaliotis californiensis no se asoció con WS en abalón; sin embargo, una disminución en la proporción de Mycoplasma / Candidatus Xenohaliotis californiensis parece ser más indicativa de especímenes afectados por la enfermedad. Se requieren más investigaciones para explorar el uso potencial de Mycoplasma como probiótico para promover la salud del abalón y, por lo tanto, mejorar la productividad en la agricultura.

Gainza O. &, J Romero (2020). Effect of mannan oligosaccharides on the microbiota and productivity parameters of Litopenaeus vannamei shrimp under intensive cultivation in Ecuador. Scientific reports 10, 1-12.

Villasante A, N Catalán, R Rojas, KB Lohrmann, J Romero (2020). Microbiota of the digestive gland of red abalone (Haliotis rufescens) is affected by withering syndrome. Microorganisms 8 (9), 1411.

Cicala, F.; Cisterna-Céliz, J.A.; Moore, J.D.; Rocha-Olivares, A. (2018) Structure, dynamics and predicted functional role of the gut microbiota of the blue (Haliotis fulgens) and yellow (H. corrugata) abalone from Baja California Sur, Mexico. PeerJ. 6, e5830.