Microbiota como bioindicador de salud en especies marinas de interés acuícola

Resumen

La microbiota asociada a las mucosas de los peces teleósteos desempeña un papel crucial en diversas funciones fisiológicas. Conocer y entender la microbiota de los peces domesticados es de gran utilidad tanto para la mejora de la productividad de la industria como para el progreso de la sostenibilidad del sector. El interés de este trabajo es aportar conocimiento al incipiente campo de estudio de la microbiota de algunos de los peces marinos cultivados en la zona mediterránea. Para el estudio de la microbiota asociada a distintas regiones corporales de estos animales (tracto gastrointestinal y moco de la piel) se han utilizado diversas técnicas de biología molecular, tanto del campo de la microbiología como de la inmunología. En el Capítulo 1 se analizaron los cambios en el sistema inmunitario sistémico y local y en la diversidad de la microbiota del moco de la piel durante un episodio de estrés crónico en dorada. Además, se analizaron parámetros de estrés y crecimiento. En este experimento, no se encontraron diferencias en los indicadores de estrés ni en suero, ni en el moco de la piel. La inmunidad celular y sistémica no se vio afectada. Por el contrario, se obtuvieron diferencias significativas en los parámetros inmunitarios locales (aumento en el nivel de inmunoglobulinas totales y actividad peroxidasa, disminución en los niveles totales de inmunoglobulinas M) en el moco de la piel de los peces crónicamente estresados con respecto a los peces no estresados. En cuanto a la riqueza y diversidad microbiana, se observó un aumento significativo tanto en la riqueza como en la diversidad de las comunidades microbianas en los peces crónicamente estresados. El análisis de diversidad beta demostró que hubo diferencias significativas entre ambas comunidades bacterianas, especialmente a los 14 días. Los resultados de taxonomía indicaron un aumento en la abundancia de especies bacterianas con potencial capacidad de controlar la proliferación de especies patógenas y una disminución en especies consideradas oportunistas. Los resultados obtenidos ponen de manifiesto la alta sensibilidad de la mucosa de piel y la tendencia a proteger el tejido tanto del sistema inmunitario como de la microbiota local frente a las alteraciones provocadas por un agente estresante. En el Capítulo 2, se examinaron las variaciones en la microbiota del moco de la piel frente a las alteraciones del sistema inmunitario (sistémico y local) tras una infección bacteriana causada por Vibrio harveyi. Se detectó una disminución significativa de la actividad proteasa tanto en la inmunidad sistémica como en la local en los peces infectados en comparación con los peces no infectados. Adicionalmente, se observó una disminución significativa en la actividad lisozima y un aumento significativo en la actividad peroxidasa en la inmunidad local en peces infectados. Con respecto a la riqueza y diversidad bacteriana, los resultados mostraron un aumento significativo en la diversidad bacteriana en los peces infectados. Por otro lado, la diversidad beta indicó que las comunidades bacterianas de peces infectados y no infectados eran significativamente diferentes. Para terminar, el análisis discriminante lineal, efecto-tamaño (LEfSe) para detectar biomarcadores determinó que los biomarcadores asociados a los peces infectados fueron principalmente Proteobacterias (V. harveyi) para el grupo de los infectados mientras que Verrucomicrobia (Rubritalea) se asoció especialmente con el grupo no infectado. Como conclusión, los resultados de este experimento sugieren el papel temprano que juegan en la infección por vibriosis tanto la proteasa como la lisozima del moco de la piel. El análisis de la composición de la microbiota sugiere una posible disbiosis en los peces infectados, ya que existe una alteración tanto de composición como funcional. Además, el análisis LEfSe detectó a V. harveyi como biomarcador del grupo infectado, demostrando su potencial como herramienta para la detección de infecciones. Para finalizar, en el Capítulo 3 se estudió la posibilidad de utilizar contenido fecal, en lugar de tejido intestinal posterior como método no invasivo, para determinar la composición microbiana del tracto gastrointestinal de la dorada. Los resultados obtenidos demostraron que no existen diferencias significativas entre la composición bacteriana del tejido intestinal en comparación con la de las heces tanto en diversidad y riqueza como en taxonomía, poniendo de manifiesto la posibilidad de utilizar esta matriz y así evitar el sacrificio animal.