USO DE PROBIÓTICO MARINO Y SU IMPACTO EN LA...
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PROBLEMA DE SALUD EN ACUACULTURA
• 2000 : Mancha blanca en Ecuador. Perdidas de 53% = 516 Millón $
• El síndrome de la mortalidad temprana (EMS) en 2009 en China
• Cada año, las perdidas son de + 1 Billón $
• Primera detección del EMS en Latino América: 2013 México -70% deproducción
MORTALIDAD TEMPRANA (EMS)
• Vibrio spp. :
- Bacterias marinas
- Muchas especies
• La virulencia es muy alta
• 2013, Lightner et al., identifican el Vibrioparahaemolyticus que portaba un fago (virusbacteriano) como el patógeno del EMS
B. Gomez-Gil et al., 2014
LOS ANTIBIÓTICOS
• Consumo frecuente, uso de rutina
• Qué hacen? Disminución de las bacterias patógenas
• PERO disminución también de las bacterias beneficiosas = impacto sobre lasalud del camarón
• Oxytetracyclina, florenfenicol ….: no biodegradable
LOS ANTIBIÓTICOS
• Entonces, los antibióticos resultan en la selección de bacterias resistentes :• en la micriobiota
• en la piscina a través del balanceado no
• En el océano y los manglares (a través de la liberación de fluentes de cultivos en elentorno)
• Cuál es la resistencia? La capacidad de un microorganismo a resistir a losefectos de los antibióticos
• Disminución dramática de la eficiencia de los antibióticos (=disminución dela productividad)
→ Conclusión : los antibióticos deben usarse racionalmente como ultimorecurso cuando aparece la patología
LOS ANTIBIÓTICOS
→ Conclusión : los antibióticos deben usarse racionalmente como ultimo recurso cuando aparece la patología
• Estudio en 2005 sobre 229 camarones enEcuador
• 95,6% con Vibrio spp et 80,8% con V.parahaemolyticus
• 92,2% de las cepas de vibrio con unaresistencia al ampicilina, 53,1% a latetraciclina
MAYOR RESISTENCIA A LOS ANTOBIÓTICOS
LOS ANTIBIÓTICOS
¿En Europa, sabes cuál es la visión del uso de antibióticos para la producción de camarones?
LOS ANTIBIÓTICOSPERCEPCIÓN DE CONSUMIDORES E IMPORTADORES
• Para los consumidores, el sabor y la calidadsanitaria son muy importantes
• Normas de importación en Estados Unidos,Europa… prohíben el uso de varios antibióticos
• Intensificación de los controles aduaneros: enEuropa, en 2016, 50% de los lotes secontrolaron
… SE NECESITAN SOLUCIONES ALTERNATIVAS
Defroidt et al 2011
Una solución efectiva debe tener en cuenta las 3dimensiones: el patógeno, las especies acuícolas y suentorno
CONCLUSIÓN
• Varios enfermedades que disminuyen la productividad
• Virus o bacterias
• Los antibióticos no son la única solución
• Antibio-resistencia
• Necesidad tener alternativas con mas eficiencia
• Los probióticos pueden ser una buena alternativa
DEFINICIÓN
• « Pro » y « Bios » significa « por la vida » = microorganismos beneficiosos (microorganismo =fitoplancton, bacterias, hongos y levaduras)
• Definición: Fuller 1989: « un suplemento alimenticio microbiano vivo que afectabeneficiosamente la salud del huésped mejorando su equilibrio microbiano »
• Interés de los probióticos para la acuacultura: estudios desde 30 años, gran interés desde 10 años,
LOS MODOS DE ACCIÓN
PROBIÓTICOS
Nutrición / microbiota del intestino del camarón
El entorno: agua / suelo
LOS MODOS DE ACCIÓN
PROBIÓTICOS
Nutrición / microbiota del intestino del camarón
El entorno: agua / suelo
LOS MODOS DE ACCIÓN
Los probióticos colonizan el tracto del camarón y se multiplican
Modulan el desarrollo de las bacterias de la microbiota
Ossowski et al. 2013
LOS MODOS DE ACCIÓN
Efectos beneficiosos sobre :
- La resistencia a las enfermedades,
Gracias a:
- Competición por los nutrientes
- Competición por los sitios de fijación
- La producción de sustancias antibacterianas
- Activación del sistema inmunológico del camarón y también del microbiota
Probtiotics
LOS MODOS DE ACCIÓN
Efectos beneficiosos sobre :
- La resistencia a las enfermedades,
Gracias a:
- La producción de inhibidores o antagonistas del Quorum sensing
http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/microbt/Research/QuorumSensing.html
Modifed from Skogman et al., 2016
LOS MODOS DE ACCIÓN
Efectos beneficiosos sobre :
- El crecimiento
- El FCA,
Gracias a :
- Un aumento de la superficie de las microvellosidades y la producción de moco
- Las enzimas digestivas
- Factor de crecimiento que estimulan el crecimiento
LOS MODOS DE ACCIÓN
Efectos beneficiosos sobre :
- La resistencia al estrés
Gracias a :
- El refuerzo de la barrera intestinal
- la producción sustancia antiinflamatorios
- la producción de antioxidantes Probtiotics
Modifed from Tan et al., 2016
VARIAS FUENTES
• Gran diversidad (hongos, levaduras, bacterias…)
• Los mas utilizados: Bacillus, Enterococcus, Bacteroides, Clostridium, Agrobacterium, Pseudomonas, Brevibacterium, Microbacterium, Staphylococcus, Streptomyces, Micrococcus, Psychrobacter, Carnobacterium, Pediococcus, Saccharomyces, Debaryomyces, Altermonas, Tetraselmis, Roseobacter, Weissella et Aspergillus
PROBIÓTICOS EN MERCADO
• La mayoría de las empresas que fabrican probióticos noestán especializadas en la acuacultura
• La mayoría de las cepas son de origen terrestre (no tienenuna gran adaptación al entorno marino)
• Pero conocemos poco sobre los probióticos marinos
• Entre la vaca y el camarón, hay un océano!
CONCLUSIÓN
LOS PROBIOTICOS ayudan a:
- mejorar la salud
- mejorar el crecimiento (↘ FCA)
- la reacción a los estrés
- calidad del entorno
Cada cepa tiene su propio protocolo de uso
Para garantizar la eficiencia del producto, es importante seguir las recomendaciones del fabricante que garantiza la viabilidad de los prebióticos
LA VIDA INICIÓ EN EL ENTORNO MARINO
• 70% de nuestra planeta
• Diversidad de temperatura, salinidad, presión, oxigeno…
• Entornos extremos (fallas hidrotermales, icebergs…)
= alta diversidad biológica y química
= gran reserva de sustancias activas
-> sub utilizada
DIVERSIDAD MARINA: DEL GRANDE AL PEQUEÑO
• La diversidad en el océano está mayormente contenida dentro de los microorganismos
LOS MICROORGANISMOS MARINOS
• Descubierto en 1959 gracias a la invención del primer microscopio
• Gran diversidad (tamaño, morfología, genes)
• 90% de la biomasa total de los océanos
• En cada ml de agua del mar: 106–109 células (102
hasta 104 eucariotas, 104 hasta 106 procariotas, 106 hasta 107
virus)
• Un crecimiento y actividades biológicas que se adaptan al entorno marino y su diversidad (salinidad, presión, oxigeno…)
EN EL ENTORNO NATURAL: UN EQUILIBRIO MICROBIANO
↑
• Las poblaciones bacterianas son especificas del huésped
• Hay un equilibrio entre las comunidades microbianas dentro del ecosistema,
• Los macroorganismos son vectores de difusión de microorganismos (beneficiosos como nocivos)
ENTORNO ARTIFICIAL: UN DESEQUILIBRIO MICROBIANO
• En las piscinas: ecosistema artificial
• Sin equilibrio
• Con entrada microbiana: agua ybalanceado
• Controlamos las poblacionesbacterianas a través del uso deantibióticos o probióticos
MICROBIOTA ASOCIADA A LOS MACROORGANISMOS
• Las bacterias simbióticasdifieren según el huésped
• Vibrios son abundantesen los peces y camaronespero son raros en losorganismos sésiles
Vibrio spp.
MICROBIOTA ASOCIADA A LOS MACROORGANISMOS
• Las bacterias simbióticasdifieren según el huésped
• Vibrios son abundantesen los peces y camaronespero son raros en losorganismos sésiles
Vibrio spp.
BACTERIAS MARINAS ASOCIADAS A LOS ORGANISMOS SÉSILES
• Organismos sésiles = no móviles : corales, esponjas,macroalgas, …..
• Mecanismo de Defensa = coctel de substancias
• Muchas bacterias asociadas: Secretan péptidos,enzimas, vitaminas…
• Con una actividad antibacteriana adecuada a lasbacterias patógenas marinas
• Colonizan los huéspedes
BACTERIAS MARINAS ASOCIADAS A LOS ORGANISMOS SÉSILES
• Bacterias marinas con características perfectas parausar como probióticos en acuacultura
• Capaz de controlar Vibrio spp en condiciones marinas(salinidad, oxigeno..) en el agua y en el tracto de loscamarones
• Endémico delentorno marino
• Adaptado al entorno
• Capacidad de colonización
• Actividadesanti-vibrio
Organismos sésiles :
diferentes especies, orígenes,
periodo de cosechas
Aislamiento de cepas marinas
endófitas
Cribado/identificacion : - Antimicrobianos - Enzimas - Factor de crecimiento
Cultivo de las cepas
SELECCIÓN DE NUESTRAS CEPAS
Aislamiento de cepas marinas
endófitas
Cribado/identificacion : - Antimicrobianos - Enzimas - Factor de crecimiento
Cultivo de las cepas
SELECCIÓN DE NUESTRAS CEPAS
Selección de un cóctel bacteriano con un perfil complementario para tener una gran
eficiencia
Organismos sésiles :
diferentes especies, orígenes,
periodo de cosechas
RESISTENCIA DE LAS CEPAS
Estudia de resistencia de las cepas:
• Tolerancia a la salinidad entre 0 y 40 ‰ (suivicroissance)
• Tolerancia pH : entre 2 y 11 (suivi croissance)
• Tolerancia a temperatura alta 0
1
2
3
4
5
0 10 20 30 40 50 60
Courbe croissanssance SMA-25
37°C 37°C 35‰
El crecimiento de la cepa SMA-25 es idéntico a 0 ‰ y 35‰ de salinidad
CONCLUSION 1/2
• Las piscinas no tienen equilibrio bacteriano
• La primera preocupación es los vibrios
• PERO los organismos sésiles no tienen Vibrio
• POR QUÉ? Tienen un coctel de bacterias para defenderse
Imaginamos que les cepas probióticas asociadas a los organismos sésiles pueden ser un probiótico por la acuacultura
Selección de cepas marinas:
1- Nativos del ambiente marino
2- El uso no conduce a un desequilibrio
3- Producen sustancias anti-vibrios
4- Produce enzimas, factores de crecimiento
5- Capaz de crecer en agua salada y dulce
6- Sin necesidad de reactivación
7- Seguro para los humanos y el medio ambiente
Para la formulación del primer probiótico marino comercializado en el mundo
CONCLUSIÓN 2/2
ADMINISTRACIÓN DE LOS PROBIOTICOS EN ACUACULTURA
Boone, 1931
• Laboratorio: al inicio las bacterias se propagan a traves de la« piel » (Nauplii) : se necesitan grandes cantidades en laagua para que una parte entre en el camaron
ADMINISTRACIÓN DE LOS PROBIÓTICOS EN ACUACULTURA
Boone, 1931
• después, uso de probióticos para la salud de la microbiota:dependencia del balanceado
• Varias preguntas:- Homogeneidad del mezcla?- En la planta, resistencia al proceso?- ….
• …in fine viabilidad de las cepas?
= uso acuícola: Pocos estudios sobre el tema
ADMINISTRACIÓN DE LOS PROBIÓTICOS EN ACUACULTURA
Boone, 1931
Qu pasa cuando usamos el probiótico?
- Todavía vivo?- Se multiplica?
ADMINISTRACION DE LOS PROBIOTICOS EN ACUACULTURA
Boone, 1931
• En el agua y las condiciones ambientales:- Todavía vivo?- Se multiplica?
BIOTECNOLOGÍA AZUL
• Desarrollo de un proceso único
• En condiciones controladas, encapsulación del consorcio de bacterias marinas en las algas
ENCAPSULACIÓN EN LAS ALGAS MARINAS
Las algas = el primer balanceado natural de loscamarones
- Gran apetencia- Altamente nutritivo- Alta digestibilidad
El uso de algas para la encapsulación permitela liberación dirigida en el hepatopáncreas yintestino de los camarones
Cellule de Macroalgues
Enzymes digestiveDe la crevette
Probiotiques
Hepatopancreas
PROTECCIÓN Y CONSERVACIÓN
• Mismas cantidad de cepas después 18 meses
T0 12 meses 24 meses
22 degrés 37 degrés 22 degrés 37 degrés
3,6 .107 3,6 .107 3,5 .107 3,5 .107 3,5 .107
• Consumo
Crevette alimentée avec
AlgiStimAlgues naturellement
fluorescente sous
excitation
hépatopancréas intestin
Microscopie confocale
fèces
Photo : Gamba Naturals
ENCAPSULACIÓN
PROBIÓTICO
ENCAPSULACIÓN
• Digestión de las algas
• Liberación de los probióticos
• Colonización del tracto
• Multiplicación de las bacterias
• Modificación de la pared intestinal de lamicrobiota
• Producción de antibacterianos, enzimas,surfactantes, factores de crecimiento
• Estimulación de las bacterias gracias a lasalgas: efecto prebiótico especifico de lascepas marinas
LIBERACIÓN DIRIGIDA
• Digestión de las algas
• Liberación de los probióticos
• Colonización del tracto
• Multiplicación de las bacterias
• Producción de antibacterianos, enzimas,factores de crecimiento
• Estimulación de las bacterias gracias a lasalgas: efecto prebiótico especifico de lascepas marinas
ALGAS + PROBIÓTICOS MARINOS
Probióticos secretan:
- sustancias anti-bacterianas- Enzimas digestivas- Factor de crecimiento …
Algas marinas tienen:
- β glucanos- Polisacáridos- Inmuno-estimulante- Prebióticos
EFECTO SOBRE LA SOBREVIVENCIA
• Hasta 90% de sobrevivencia
D a y sS
urv
ivo
rs
%
0 5 1 0 1 5 2 0
6 0
7 0
8 0
9 0
1 0 0
C o n tro l +
C A
+ 1 9 .4 %
** ***
** ******** ****
****
* 2 w a y A N O V A ( IC o f 9 5 % )
PROBIÓTICO
EFECTO SOBRE LA MANCHA BLANCA
• Efecto antiviral
d p i
Su
rv
ivo
rs
%
0 5 1 0 1 5 2 0
0
2 0
4 0
6 0
8 0
1 0 0
C o n tro l
C APROBIÓTICO
+60 %
+50 %
EFECTO SOBRE LOS VIBRIOS
• Hasta 60% de sobrevivencia (Vibrio
parahaemolyticus)
• Misma resistencia contra los Vibrioharveii, silaloensis et nigripulchritudo
• Efecto anti-bacteriano
d p i
Su
rv
ivo
rs
%
0 5 1 0 1 5 2 0
0
2 0
4 0
6 0
8 0
1 0 0
C o n tro l -
C A
****
**
**** ********
* 2 w a y A N O V A ( IC o f 9 5 % )
+ 7 0 %
+ 5 9 %
PROBIOTICO
• Aumento de la tamaño de las PL al fin del raceway (uso a 10%) y del peso al inicio de la fase de engorde
EFECTO SOBRE EL CRECIMIENTO
1
2
3
0 7 14 21 28
TAIL
LE (
CM
)
JOURS
A T
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
28 35 42 49 56 63 70P
ESO
(G
R)
DIASA T
EFECTO SOBRE LA MICROBIOTA (HEPATOPANCREAS)
El uso de PROBIÓTICO permite una diminuciónde 65% hasta 22% de los Vibrios spp
Zoom: disminución de 3X del Vibrioparahaemolyticus gracias a las bacterias delproducto
% PROBIOTICO CONTROL
Probtioques 12,1938 0,7427
Vibrio spp. 22,9770 65,7717
Vibrio harveyi
3,1901 10,2532
Vibrio parahaemolyticus
2,7133 7,3896
Ilustración de los mecanismos de competencia entre los probióticos que conducen a una modificación de la población bacteriana, en particular la reducción de los
patógenos.
EFECTO SOBRE LA MICROBIOTA (INTESTINO)
Mismas observaciones que en el hepatopáncreas
PROBIOTICO permite una disminución de losVibrio spp. dentro del tracto
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
D Control
Generos Predominantes en el Estomago-Hepatopancreas de Langostinos
Otros Generossporosarcinamethylobacteriumacinetobacteractibactermogibacteriumcorynebacteriumbrachybacteriumnesterenkoniadietziapaludibacterbacteroidessalinicoccusclostridiumroseovariustetragenococcusrubrobacterpropionigeniumnautellafictibacillussagittulaloktanellabacillusthalassobiuspseudoalteromonasruegeriaphotobacteriumformosapsychromonasvibrio
CONCLUSION
• PROBIOTICO esta consumido
• Los probióticos colonizan el tracto y se multiplican
• Mejorando el crecimiento y la sobrevivencia
• Disminución de los Vibrio spp. gracias a la producción de sustancias naturales y de los mecanismos competitivos de exclusión
• Estimulación de las bacterias de la microbiota y mas bacterias beneficiosas por la salud y el crecimiento
• Aumento de las reservas de energía en el hepatopáncreas:- grupo control: Grado 2- grupo Marine Akwa: Grado 3
• El contenido lípido de los ingredientes marinos tiene una calidad alta
LABORATORIOS EN ECUADOR
LABORATORIOS EN ECUADOR
• Absorción y almacenamiento de los lípidos en los túbulos del hepatopáncreas
• La digestión de los lípidos marinos permite:- una disminución significativa del FCR- un aumento de la sobrevivencia (+22%)
LABORATORIOS EN ECUADOR
• La análisis de metagenómica (fotografía de la microbiota intestinal) permite:- observar una diminución de los vibrios patógenos- una colonización de nuestros probióticos marinos
• Ayuda a la aumentación de la sobrevivencia
LABORATORIOS EN ECUADOR
Tanque Sembrados Tratamiento Dosis Inicio deltratamiento
15 1950000 PROBIÓTICO 10% de dieta M1
16 1950000 PROBIÓTICO 10% de dieta M1
17 1950000 Testigo Protocololaboratorio
Protocololaboratorio
18 1950000 Testigo Protocololaboratorio
Protocololaboratorio
LABORATORIOS EN ECUADOR
Tanque Sembrado Transferido sobrevivencia Tamaño en PL/g
15 1950000 1300000 67% 780
16 1950000 1200000 62% 790
17 1950000 1000000 51% 760
18 1950000 1100000 56% 780
LABORATORIOS EN ECUADOR
Tanque Tratamiento Observaciones
15 PROBIÓTICO Lipidos 3, Nm leve
16 PROBIÓTICO Lipidos 3, Nm leve
17 Testigo Lipidos 2, Nm agudo, picado
18 Testigo Lipidos 2, Nm leve, picado
Probióticos marinos: - Se reguló la frecuencia de mudas- Mejor estado de salud (mrjor grado de llenura de los tubulos…)- Mayor sobrevivencia a la transferencia- Mayor tamaño de cosecha
LABORATORIOS EN ECUADOR
• Análisis de la presencia de vibrios spp + nuestrasbacterias
• Los probióticos colonizan el tracto de loscamarones
• El uso de PROBIÓTICO disminuye la presencia deVibrio dentro de la microbiota de los camarones
0
0,5
1
Akxabiotic Control
Vibrio cell abundance (cell.108 g-1) Probiotics cell abundance (cell.108 g-1)
CONCLUSIÓN
• Los probióticos marinos pueden ser una solución alternativa
• 100% natural y de origen marino
• Tenemos una sinergia entre los probióticos marinos y las algas para mejorar:
- la productividad
- el crecimiento
- la salud
• Debemos usarlos como prevención en cada ciclo