Aqüicultura: Les granges de panga (Pangasianodon hypophthalmus) són una de les principals activitats aqüícoles del Vietnam. Les infeccions pel bacteri patogen Edwardsiella tarda en són una limitació, i per això hi ha hagut una tendència l’abús profilàctic i terapèutic d’antibiòtics en aquestes granges. El problema és que això ha suposat una pressió selectiva que ha afavorit l’aparició de soques d’E. tarda multiresistents. Els grups de recerca de Tan-Trung Nguyen, de l’Institut Européen de Chimie et Biologie, i de Hoang A. Hoang, de la Universistat de Tecnologia de la Ciutat Ho Chi Minh treballen en la fagoteràpia com a alternativa per fer front a aquestes soques bacterianes. Els bacteriòfags són virus que infecten bacteris, des de fa més de cent anys hom els proposa, amb no massa gaire èxit, com a alternativa als fàrmacs antibacterians. En un article publicat ahir a Scientific Reports, amb Trong-Tuong Ho com a primer autor, presenten tres bacteriòfags lítics, vB_EtA_WAG25P1, vB_EtA_WCT72P1, i vB_EtA_DT115P1, que infecten soques d’E. tarda, i que han estat isolats de mostres de panga del Delta del Mekong. D’acord amb l’anàlisi morfològica i les dades genòmiques, aquests bacteriòfags serien membres de l’ordre dels Autographivirales i, concretament, de la família Autosignataviridae. WCT72P1 té un període de latència de 35 minuts i produeix 45 virions per cèl·lula bacteriana infectada. WAG25P1 té un període de latència de 35 minuts i una producció de 61 virions per cèl·lula. DT115P1 té un període de latència de 25 minuts i una producció de 51 virions per cèl·lula. La infecció és altament específica d’espècie. Experiments in vitro mostren que reprimeixen durant quatre hores el creixement d’E. tarda multiresistent. Tenen un rang considerable d’estabilitat pel que fa a pH i a temperatura. Les comparacions genòmiques mostren que WAG25P1 i DT115P1 tenen un 67% d’homologia amb el fag RCIP0053 de Klebsiella, mentre que WCT72P1 la tindria amb el fag RCIP0089 de Klebsiella. Ho et al. opten per considerar els tres fags membres d’un gènere nou, al que no assignen encara nom. Pel que fa a l’aplicabilitat destaquen l’absència en els seus genomes de gens de recombinació, integració o virulència.
Ho et al. han caracteritzat els bacteriòfags vB_EtA_WAG25P1, vB_EtA_WCT72P1 i vB_EtA_DT115P1, capaços d’infectar el bacteri ‘Edwardsiella tarda’, una de les principals amenaces microbiològiques de l’aqüicultura del panga.
Fagoteràpia contra la necrosi bacil·lar del panga
La necrosi bacil·lar del panga és una de les bacteriosis més rellevants que pateix aquest peix. Es caracteritza per l’aparició de taques blanques a fetge, ronyó i melsa, amb lesions severes dels òrgans interns. L’agent causal són els bacteris Edwardsiella tarda o Edwardsiella ictaluri. E. tarda és un bacteri gramnegatiu, facultativament anaeròbic, cocobacil, capaç d’infectar un ample ventall de rèptils, amfibis, mamífers i fins i tot humans.
L’impacte d’aquesta infecció en l’aqüicultura del panga ha promogut un ús exagerat d’antibiòtics. Això no tan sols ha promogut la resistència antibiòtica, sinó que també afavoreix un desequilibri ecològic, alhora que una acumulació de residus d’antibiòtics en el producte final congelat. La resistència es pot manifestar en soques mono-resistents i multi-resistents. Aquest problema certament també afecta altres espècies (tilàpia, xitala) i països (Xina, Malàisia, Tailàndia).
Ho et al. propugnen com a alternativa la fagoteràpia. Els bacteriòfags són els virus que infecten únicament cèl·lules bacterianes. Això els situa possiblement com l’entitat biològica (ésser viscut més que no pas ésser viu) més abundant del planeta Terra. Des de fa cent anys hom els postula com una alternativa als agents antimicrobians tradicionals. Entre les raons adduïdes hi ha l’alta especificitat i la capacitat d’auto-amplificació en el lloc d’infecció.
Hom ha estudiat l’efecte de l’administració de bacteriòfags específics contra Edwardsiella tarda en el peix zebra (Danio rerio) o el turbot (Scophthalmus maximus): redueixen la càrrega bacteriana, milloren la supervivència dels peixos i atenuen els signes de la malaltia.
Granges de panga del Delta del Mekong
Diverses granges de panga del Delta del Mekong havien reportat signes clínics de necrosi bacil·lar. Ho et al. hi colliren mostres de ronyó i melsa de peixos malalts amb la finalitat d’isolar Edwardsiella. Aconseguiren cinc isolats diferents. Els isolats consistien en cocs gramnegatius, de feble motilitat, catalasa positius, fermentadors de glucosa, positius per a la glucosa-oxidasa i negatius per a la citocrom-oxidasa. La seqüenciació del gen rRNA 16 S indicava que, tot i distants entre elles, pertanyien a l’espècie E. tarda. Aquest resultat no deixava d’ésser un xic sorprenent, ja que en anys anteriors E. ictaluri era l’espècie responsable de casos de septicèmia entèrica patits pel panga del Delta del Mekong. Els isolats d’E. tarda pertanyien a un clade també reportat als Estats Units i a la Xina. L’anàlisi de deu loci (adk, atpD, dnaJ, gapA, glnA, hsp60, phoR, pyrG, rpoA, i tuf) confirmava aquesta identificació específica.
El perfil de resistència a antibiòtics
Els cinc isolats d’E. tarda foren sotmesos a una prova de susceptibilitat amb sis antibiòtics d’ús habitual en aqüicultura a Vietnam: kanamicina, gentamicina, doxiciclina, amoxicil·lina, florfenicol i fosfomicina. Totes cinc soques eren resistents, si més no, a un antibiòtic. L’isolat E24.19 entrava en la categoria de multi-resistent.
L’isolament de bacteriòfags
A partir de mostres d’aigua de piscifactories d’An Giang, Can Tho i Dong Thap, i emprant com a hoste E. tarda E24.1, Ho et al. isolaren respectivament tres soques de bacteriòfags: vB_EtA_WAG25P1, vB_EtA_WCT72P1, i vB_EtA_DT115P1.
Sobre les plaques de cultiu d’E. tarda E24.1, els bacteriòfags produïen calbes clares i circulars, que anaven d´1 a 3 mm de diàmetre en el cas de WCT72P1 i WAG25P1, i de 3-4 mm per a DT115P1.
Les electrografies de transmissió revelaven que els bacteriòfags tenien un cap icosahèdric, amb un diàmetre de 41,33 ± 4,99 nm, i unes cues curtes i no-contràctils. Això es correspon al morfotip podovirus.
Assaigs de creixement d’un sol pas revelaren el període de latència d’aquests bacteriòfags. El període de latència és el temps més breu requerit entre l’adsorció del fag i l’alliberament lític de les partícules víriques filles. Un altre paràmetre del cicle lític és el nombre de virions que s’alliberen per cèl·lula infectada. El període de latència anava de 25 minuts (DT115P1) a 35 minuts (WCT72P1 i WAG25P1). La producció lítica anava de 45 ± 13 virions (WCT72P1) a 61 ± 12 (WAG25P1).
Mitjançant assaigs de supervivència, Ho et al. comprovaren que els fags estudiats eren estables en un rang de pH de 6 a 10. La termotolerància s’estenia de 4 °C a 37 °C.
Els bacteriòfags infectaven específicament E. tarda. No infectaven E. ictaluri.
Els bacteriòfags eren efectius contra les soques E24.1, E24.2, E24.3 i E24.17. N’aturaven el creixement en 6 hores. Ara bé, l’efectivitat no era universal: WCT72P1 era poc inhibidor de E24.17. Pel que fa a E24.19 fou capaç de créixer al cap de tres hores de la infecció, la qual cosa és indicativa de l’aparició de cèl·lules fago-resistents.
El genoma del bacteriòfags
El genoma de les tres soques de bacteriòfags consisteix en una molècula lineal de doble cadena d’ADN, amb un contingut de G+C del 47%. La longitud del genoma és de 43-44 kilobases. Presenten entre 60 i 64 ORFs, situats en les dues direccions genòmiques. Els ORFs es correspondrien a cinc mòduls centrals: metabolisme d’ADN/ARN, cua de fag, càpside i empacament, lisi i proteïna hipotètica. Entre les proteïnes hi hauria una o-spanina i una i-spanina que facilitarien la fusió de les dues membranes bacterianes en el procés de lisi. També hi hauria una ARN-polimerasa.
Ho et al. atribueixen els tres bacteriòfags estudiats a l’ordre dels Autographivirales. Aquest nom fa referència precisament a la ARN-polimerasa citada, que permetria l’autotranscripció del genoma viral.
En els genomes analitzats, Ho et al. no troben presència de gens de toxines, de gens associats a lisogènia, de gens de transferència d’ARN, d’integrasa, de factors de virulència, o de resistència a antimicrobians.
Els tres bacteriòfags serien membres de la mateixa espècie, i caldria incloure’ls en un gènere de nova creació. Els parents més propers serien del gènere Gajwadongvirus, de la família dels Autosignataviridae.
Potencial aplicació dels bacteriòfags en aqüicultura
Els patògens Edwardsiella són un problema emergent per a les granges de Pangasianodon hypophthalmus. L’ús d’antibiòtics per controlar-los hauria afavorit, a més, l’aparició de soques multi-resistents, com les que s’han descrit en piscifactories de Corea o Pakistan.
Que Ho et al. hagin isolat tres soques de bacteriòfags de la mateixa espècie en tres granges diferents del Delta del Mekong indicaria que aquesta espècie és ben prevalent al Delta del Mekong. Una cosa diferent és traslladar aquests bacteriòfags a un ús deliberat i controlat. Cal considerar en primer lloc les condicions ambientals concretes de la piscifactoria (salinitat, concentració de matèria orgànica, exposició a UV). En segon lloc cal considerar la interacció entre els bacteriòfags alliberats a les aigües de la granja i la immunitat innata dels propis peixos.
Aquestes qüestions requereixen fer experiments in vivo, de primer en el laboratori i després en granges. Si el resultat fos positiu, podrien adoptar-se mesures d’ús massiu de bacteriòfags… Però, és clar, això afavoriria probablement l’aparició de soques bacterianes resistents als bacteriòfags.
Lligams:
- The potential novel bacteriophages against multidrug-resistant Edwardsiella tarda isolates from striped catfish Pangasianodon hypophthalmus. Trong-Tuong Ho, Pham T. Cam, Huynh M. Dieu, Hoang T. Duc, Tu Q. Vinh, Tran T. B. Huy, Pham D. T. My, Dang T. H. Oanh, Pham Q. Huy, Nguyen T. N. Huyen, Le P. Nga, Nguyen Bao Quoc, Andrew D. Millard, Tan-Trung Nguyen, Hoang A. Hoang. Scientific Reports 15: 37229 (2025).
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada