Evaluación de bacterias marinas y su potencial uso como aditivo en alimento y/o agente probiótico contra Vibrio parahaemolyticus, agente causal de la enfermedad de la necrosis Hepatopancreatica aguda (AHPND) en camarón blanco Litopenaeus vannamei (boone, 1931).

Sánchez Díaz, Ricardo (2018) Evaluación de bacterias marinas y su potencial uso como aditivo en alimento y/o agente probiótico contra Vibrio parahaemolyticus, agente causal de la enfermedad de la necrosis Hepatopancreatica aguda (AHPND) en camarón blanco Litopenaeus vannamei (boone, 1931). Doctorado thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

La acuacultura continuamente se enfrenta a patologías virales y bacterianas, causando enormes pérdidas económicas a nivel mundial. La Enfermedad de la Necrosis Hepatopancreática Aguda (AHPND) causa mortalidades del 80-100% en cultivos de camarón (Penaeus monodon, Litopenaeus vannamei). AHPND se reportó primero en China, y se diseminó a Vietnam, Malasia y Tailandia. El agente causal Vibrio parahaemolyticus coloniza el estómago y produce una toxina letal para el hepatopáncreas del camarón. Durante 2013, en México la enfermedad devastó el 60- 80% de granjas camaroneras de Sonora, Sinaloa y Nayarit. El uso de antibióticos en la acuacultura ocasiona problemas en la salud humana, los ecosistemas y la resistencia bacteriana, por lo tanto se han buscado nuevas alternativas. Este estudio se enfoca en identificar bacterias marinas capaces de producir metabolitos antimicrobianos contra el agente causal de AHPND; y evaluar su posible uso como aditivo en alimento para camarón. Las bacterias se aislaron de fuentes y organismos marinos, y se seleccionaron por su capacidad antagónica frente a V. parahaemolyticus (AHPND) mediante ensayos in vitro. Las cepas con antagonismo potencial se identificaron como: 36R Bacillus pumilus, 42 Bacillus sp., 13L B. safensis, 36Y Pseudoalteromonas piscicida y 02Y P. piscicida. Los metabolitos activos extraídos de caldos de cultivo de 36R, 13L y 36Y, demostraron actividad antimicrobiana (25 µg/ml MIC y 50 µg/ml MBC) y ruptura de biofilm contra V. parahaemolyticus MTCC 451; además mostraron inhibición en la expresión del Quorum Sensing de la cepa reportera Chromobacterium violaceum. Se generó un borrador de genoma de las cepas 36R, 13L y 36Y; con la anotación funcional de genes biosintéticos que codifican para metabolitos secundarios se detectaron lantipéptidos, bacteriocinas, bacitracinas, péptidos antimicrobianos ribosomales, cumarinas, entre otros. Se alimentaron camarones (3.2 g ABW) con dietas recubiertas de bacterias por 28 días, e incrementaron la resistencia hacia V. parahaemolyticus AHPND (6.5x105 UFC/ml), mejorando la sobrevivencia en un bioensayo de desafío (D1-36R 54.2%; D2-13L 45.9%; D3-36Y 45.9%; D4-36R:13L MIX 75%; C+ 12.5%; y C- 96%). Las cepas de Bacillus y Pseudoalteromonas (36R, 13L y 36Y) demostraron su potencial probiótico contra bacterias patógenas en la camaronicultura. ABSTRACT Aquaculture continuously confronts viral and bacterial pathologies, which cause huge economic losses worldwide. Acute Hepatopancreatic Necrosis Disease (AHPND) provoke mortalities from 80-100% in cultured shrimp (Penaeus monodon, Litopenaeus vannamei). AHPND was first reported in China, and spread to Vietnam, Malaysia and Thailand. The causal agent Vibrio parahaemolyticus, colonize the stomach and produce a lethal toxin for shrimp hepatopancreas. During 2013, in Mexico this disease devastated 60-80% of the shrimp farms of Sonora, Sinaloa and Nayarit. To avoid the use of antibiotics in aquaculture, which cause problems in human health, ecosystems and bacterial resistance, new alternatives have been searched. This study is focused in identify marine bacteria capable of producing antimicrobial metabolites against the causative agent of AHPND; and to evaluate their potential use as feed additive for shrimp. Bacteria were isolated from marine sources and organisms, and selected for their antagonistic capacity against V. parahaemolyticus (AHPND) by in vitro assays. The strains with potential antagonism were identified as: 36R Bacillus pumilus, 42 Bacillus sp., 13L B. safensis, 36Y Pseudoalteromonas piscicida, and 02Y P. piscicida. The active metabolites extracted from 36R, 13L and 36Y broth cultures, demonstrated antimicrobial (25 µg/ml MIC and 50 µg/ml MBC) and biofilm disruption activity against V. parahaemolyticus MTCC 451; and also showed inhibition of Quorum Sensing expression of the biosensor strain Chromobacterium violaceum. A draft genome assembly of strains 36R, 13L and 36Y was produced; functional annotation of biosynthetic genes that encode for secondary metabolites allowed the detection of lantipeptides, bacteriocins, bacitracins, ribosomal antimicrobial peptides, coumarins and other. Shrimp (3.2 g ABW) feeded with bacteria coated diets for 28 days, increased the resistance against pathogenic V. parahaemolyticus AHPND (6.5x105 CFU/ml), improving the survival in challenge bioassay (D1-36R 54.2%; D2-13L 45.9%; D3-36Y 45.9%; D4-36R:13L MIX 75%; C+ 12.5%; and C- 96%). Bacillus and Pseudoalteromonas strains (36R, 13L and 36Y) demonstrated their probiotic potential against harmful bacteria in shrimp aquaculture.

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