Nuevos aspectos en la biología de Photobacterium damselae susp. Piscicida, y su influencia en la relación huésped-hospedador con la dorada (Sparus aurata)

Abstract

Photobacterium damselae subsp. piscicida (Phdp) pertenece a la familia Vibrionaceae; es una bacteria pleomórfica, gram-negativa, inmóvil, causante de la fotobacteriosis. De gran importancia en la acuicultura marina mundial, y en Canarias, afecta a una amplia variedad de especies de peces de importancia económica y puede ser responsable de una elevada mortalidad (90-100%) en larvas y juveniles, fundamentalmente en los meses de verano, cuando la temperatura del agua supera los 18-20ºC. La dorada (Sparus aurata), una de las especies con mayor producción en Europa y España, también es una de las especies más susceptibles a esta enfermedad. Por esta razón, se necesitan estudios que proporcionen una mayor comprensión de los mecanismos de patogénesis de este agente, con el objetivo de establecer métodos de control eficaces. El análisis por inmunofluorescencia, microscopía electrónica de transmisión (MET) y de barrido (MEB) reveló la presencia de fimbrias en la superficie de cepas de Phdp. Esto supone un nuevo hallazgo para el estudio de su biología y abre nuevas áreas de investigación. Estas estructuras filamentosas son un factor de virulencia en muchas bacterias. En Phdp ejercen un papel importante en la adherencia a superficies inertes y vivas, en la formación de biocapas y, además, le confiere la capacidad de moverse sobre superficies sólidas mediante un movimiento conocido como twitching, similar al modulado por pili de tipo IV, e independiente de flagelos. Hemos estudiado su influencia en las etapas iniciales de la infección en células no fagocíticas de dorada y la respuesta inmunológica celular inespecífica del hospedador in vitro. La expresión de fimbrias incrementa la adherencia y la eficiencia de la invasión de Phdp en células SAF-1. Por otro lado, la cinética de inducción de citoquinas en macrófagos de dorada y la resistencia del patógeno a la explosión respiratoria fue similar con y sin fimbrias. Si bien, la proteína Mx fue inducida únicamente por la cepa piliada. Futuros estudios in vivo podrán esclarecer en mayor medida la relevancia de estos hallazgos en la interacción de Phdp con el hospedador, y la posible aplicación de estas estructuras en formulaciones vacunales o como diana terapéutica.

Photobacterium damselae subsp. piscicida (Phdp) belongs to the family Vibrionaceae, it is a non-motile, pleomorphic, Gram-negative bacterium, and the causative agent of photobacteriosis, a serious disease affecting a wide variety of economically important marine fish species in global aquaculture, and in the Canary Islands. Outbreaks of photobacteriosis with high mortality (90-100%) in larvae and juveniles may occur mainly during the summer months, when water temperature is above 18-20ºC. Gilthead seabream (Sparus aurata) is one of the most productive fish species in Europe and Spain, and very susceptible to infections by Phdp as well. For that reason, studies are necessary for a better understanding of the mechanisms of pathogenesis of this agent in order to apply effective control methods. The presence of pilus-like structures on the surface of Phdp was revealed by immunofluorescence, transmission electron microscopy (SEM) and scanning electron microscopy (SEM). This new aspect for the study of the biology of the pathogen opens up new research fields. These filamentous structures are a virulence factor in many bacteria. Pili in Phdp play an important role in the adhesion to inert and living surfaces, in biofilm formation, and in twitching motility (a flagella-independent motion), giving the bacterium the ability to move on solid surfaces. We studied in vitro the influence of these appendages on the initial stages of infection by Phdp in non-phagocytic cells and the non-specific cellular immune response of the host. Fimbriae increase greatly the adherence and the efficiency of invasion of Phdp in cell line SAF-1. The kinetics of induction of citokines in seabream macrophages and the pathogen resistance to respiratory burst within seabream macrophages were similar in both piliated and non-piliated strains, while Mx protein was induced only by piliated strain. Future in vivo studies will further elucidate the effect of these fimbriae in the interaction pathogen-host and thus, the possible application of the same in vaccine formulations or as a therapeutic target