Caracterización De Cepas Bacterianas Con Propiedades Antimicrobianas Y De Sus Fagos, Aisladas En Instalaciones De Acuicultura

Abstract

Una limitación importante para la producción acuícola sostenible es la aparición de enfermedades infecciosas, especialmente las causadas por bacterias y virus. Para prevenir y combatir las enfermedades infecciosas causadas por bacterias en peces y moluscos se utilizan principalmente los antibióticos. Pero dado que el mal uso y el abuso de los antibióticos conducen a la generación de resistencia en las bacterias, su utilización cada vez está más desaconsejada, llegando a prohibirse su utilización en varios países con importantes producciones en el sector de la acuicultura. Nuestra hipótesis de partida es que las instalaciones donde se cultivan peces y moluscos pueden también ser una fuente notable de bacterias con capacidad probiótica o de interés biotecnológico. Partiendo de la base de la gran diversidad bacteriana que hay en estos ambientes, en primer lugar hemos realizado una búsqueda de bacterias en distintas zonas del Instituto ECOAQUA de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria con las que hemos realizado una serie de ensayos de antagonismo frente a distintas cepas de patógenos de peces de interés en acuicultura: Aeromonas hydrophila, Yersinia ruckeri, Photobacterium damselae subsp. piscicida y Streptococcus iniae. Hemos utilizado también estas bacterias para realizar ensayos de inhibición de quorum-sensing frente a una cepa de Chromobacterium violaceum productora de violaceína. De las 276 cepas inicialmente aisladas, hemos detectado que algunas de ellas tienen gran capacidad para inhibir distintas especies de patógenos e incluso inhibir la producción de violaceína en la cepa reportera. Hemos cuantificado su adherencia mediante ensayos de formación de biofilms y hemos secuenciado algunas de ellas. Siete de las 8 bacterias secuenciadas no presentan genes importantes de virulencia o de resistencia a los antibióticos, por lo que estas cepas bacterias podrían mostrar un buen perfil para su utilización como probióticos, al competir directamente contra patógenos que pueden atacar cultivos de peces y moluscos. Por otro lado, hemos seleccionado una parte de estas cepas para estudiar la inducción de fagos mediante Mitomicina C. Los ensayos de inducción con este compuesto han mostrado que aproximadamente el 50% de las cepas aisladas en instalaciones de acuicultura portan posibles fagos. Creemos que conocer las bacterias autóctonas que conviven con los peces en las piscifactorías, así como sus fagos, podrá ayudarnos a implementar medidas para favorecer la presencia de bacterias probióticas y perjudicar la presencia de bacterias patógenas. En esta tesis doctoral hemos implementado técnicas para continuar en ese camino.

A major constraint to sustainable aquaculture production is the emergence of infectious diseases, especially those caused by bacteria and viruses. To prevent and combat infectious diseases caused by bacteria in fish and mollusks, antibiotics are mainly used. But given that the misuse and abuse of antibiotics lead to the generation of antimicrobial resistance in bacteria, their use is increasingly discouraged, and even banned in several countries with important productions in the aquaculture sector. We need viable alternatives to antibiotic use. Our starting hypothesis is that facilities where fish and mollusks are farmed may also be a notable source of bacteria with probiotic capacity or biotechnological interest. Based on the great bacterial diversity that exists in these environments, we have first carried out a search for bacteria in different areas of the ECOAQUA Institute of the University of Las Palmas de Gran Canaria with which we have carried out a series of antagonism tests against different strains of fish pathogens of interest in aquaculture: Aeromonas hydrophila, Yersinia ruckeri, Photobacterium damselae subsp. piscicida and Streptococcus iniae. We have also used these bacteria to perform quorum-sensing inhibition tests against a violacein-producing strain of Chromobacterium violaceum. Of the 276 strains initially isolated, we have detected that some of them have great capacity to inhibit different species of pathogens and even inhibit the production of violacein in the reporter strain. We have quantified its adherence through biofilm formation assays and sequenced some of them. Seven of the 8 bacteria sequenced do not have important virulence or antibiotic resistance genes, so these bacterial strains could show a good profile for use as probiotics, by competing directly against pathogens that can attack fish and mollusks. On the other hand, we have selected a part of these strains to study the induction of phages by Mitomycin C. Induction tests with this compound have shown that approximately 50% of strains isolated in aquaculture facilities carry potential phages. We believe that knowing the native bacteria that live with fish in fish farms, as well as their phages, can help us implement measures to favor the presence of probiotic bacteria and harm the presence of pathogenic bacteria. In this doctoral thesis we have implemented techniques to continue on that path.