Confirman alta virulencia de cepa LF-89

Piscirickettsia salmonis es el principal patógeno bacteriano que afecta la producción de salmones en cultivo en nuestro país. Así, han sido reportados una serie de trabajos que buscan ampliar el conocimiento de este patógeno, permitiendo avanzar en distintos tópicos, incluyendo en la caracterización microbiológica y sus particularidades a nivel genómico y proteómico. Estas investigaciones han sido acompañados de diversos estudios funcionales que nos han permitido corroborar los resultados moleculares y proyectar en algún momento la identificación de vías y mecanismos que permitan controlar a este patógeno. En este sentido, numerosas investigaciones apuntan a los mecanismos de patogenicidad que posee esta bacteria y conocer cómo ocurre el proceso patológico en las células hospederas.

Las vesículas de membrana (MVs, por su sigla en inglés) son partículas esféricas que son liberadas naturalmente por bacterias Gram-negativas. La producción de MV bacterianas, está asociada con un amplio rango de fenotipos que incluyen la formación de biofilm, transferencia horizontal de genes, liberación de toxinas, modulación de la respuesta inmune del hospedador y virulencia.

En un reciente estudio publicado en la revista PLoS ONE “Comparative Analysis of Membrane Vesicles from Three Piscirickettsia salmonis Isolates Reveals Differences in Vesicle Characteristics”, investigadores noruegos y australianos liderado por la Dra. Hanne C. Winther-Larsen de la Universidad de Oslo, analizaron comparativamente vesículas de membrana (MVs) externa purificadas desde tres cepas de P. salmonis, de diferente ubicación geográfica, la cepa tipo LF-89 (Chile), NVI 5692(Noruega) y NVI 5892 (Canadá), tanto en su composición proteica como en la virulencia generada en condiciones in vitro e in vivo. Así, los resultados obtenidos demuestran que existen diferencias en la cantidad y composición proteica entre las tres cepas. Además, en este estudio se empleó zebrafish (Danio rerio) para establecer un modelo de infección in vivo. En relación a esto, los autores describen la existencia de una correlación entre la virulencia generada y el contenido proteico de las vesículas, atribuyendo estas diferencias a la ubicación geográfica, siendo la cepa chilena LF89 la más virulenta. Es importante destacar que este trabajo representa el primer análisis comparativo de vesículas de membrana externa de P. salmonis. Así mismo, es el primer estudio que utiliza zebrafish como modelo de infección de P. salmonis.

Estudios en Chile

De hecho, estos resultados confirman el primer reporte sobre vesículas de P. salmonis publicado por el Dr. Cristian Oliver, investigador post-doctoral de la Universidad Andrés Bello bajo el patrocinio del Dr. Ruben Avendaño-Herrera y en colaboración con el grupo de investigación del Dr. Alejandro Yáñez de la Universidad Austral de Chile. Trabajo en el cual se realizó una caracterización microscópica y proteómica de vesículas de membrana externa de P. salmonis.

Según comentó el Dr. Oliver, dicho estudio demostró que estas vesículas poseían una alta capacidad citotóxica en líneas celulares de salmón e, interesantemente, el trabajo publicado por el grupo liderado por la Dra. Winther-Larsen demostró que la capacidad citotóxica ocurre in vivo y se asoció a una inducción de un 40% de mortalidad, 14 días posterior a la inoculación con OMVs de LF89. "Estos estudios representan un avance sustancioso en el conocimiento de la funcionalidad de estas vesículas y de cómo éstas podrían participar de la patogenicidad de P. salmonis", aseguró el investigador de la Universidad Andrés Bello.

"Actualmente, y como parte de los proyectos Fondecyt 3160849 y Fondap 15110027 de Conicyt, nuestra investigación está enfocada en la determinación de la respuesta pro y anti-inflamatoria in vitro e in vivo que generan estas vesículas. Estos tópicos son de suma importancia para generar nuevas medidas de prevención, ya que se ha descrito previamente que estas vesículas pueden ser utilizadas como vacunas o, incluso, adyuvantes de productos biológicos, potenciando la respuesta inmune en los peces", explicó el Dr. Oliver.

Es por esta razón, que recientemente se ha establecido una colaboración de investigación entre el grupo de la Dra. Winther-Larsen y el grupo que lidera el Dr. Alejandro Yáñez, miembro del Centro Interdisciplinario para la Investigación Acuícola (Incar) y académico de la Universidad Austral de Chile. "Esta asociación colaborativa posibilitará la realización de pasantías de investigación, a partir de enero próximo, comenzando con la estadía de la estudiante de doctorado Julia I. Tandberg en el laboratorio del Dr. Yáñez", explicó el investigador. Además, esta colaboracion continuará con una estadía del Dr. Oliver en la Universidad de Oslo a partir del mes de marzo.

Los investigadores esperan que esta asociación permita un avance significativo en relación a las vesiculas de membrana externa de P. salmonis y de cómo éstas influyen en la patogenicidad de esta bacteria.

ADL Diagnostic Chile

Al respecto, el director científico de ADL Diagnostic Chile, Marcos Mancilla, explicó que el estudio publicado por Tandberg y col. profundiza aspectos sobre un mecanismo de virulencia observado recientemente en P. salmonis por el grupo del Dr.  Yañez, de la Universidad Austral de Chile (Oliver y col., 2016²) y agregó que la formación de vesículas de membrana que contienen componentes de diversa naturaleza química, se ha asociado a la patogénesis de distintas bacterias. “Estas vesículas contienen moléculas que gatillan mecanismos proinflamatorios e inmunitarios en el hospedero. Por lo tanto, definir el contenido de dichas vesículas apunta, probablemente, al desarrollo de productos biotecnológicos para el control de la enfermedad", comentó.

Para el Dr. Mancilla, este trabajo representa un aporte interesante, sobretodo la comparación de los contenidos de vesículas de diversos aislados, lo que sumado a los resultados obtenidos de su aplicación en el modelo in vivo utilizado (pez cebra), confirma que la cepa chilena LF-89 es más virulenta que sus contrapartes aisladas en el hemisferio norte.

Sin embargo, el especialista de ADL Diagnostic Chile, aclaró que esto había sido publicado de cierta forma hace varios años atrás por House y col., 1999¹, quienes utilizaron salmón coho como modelo in vivo para establecer diferencias de virulencia entre aislados de P. salmonis de orígenes dispares, aunque no al nivel molecular presentado por Tandberg y col. “Este cúmulo de datos confirman un hecho conocido por todos: el SRS es un problema sanitario relevante en Chile debido a la virulencia de las cepas de P. salmonis circulantes presentes en nuestro país", afirmó Mancilla.

Finalmente, el Dr. Mancilla reveló que ADL Diagnostic Chile está enfocado a la problemática de la resistencia a los antibióticos que muestran los aislados de P. salmonis, junto con el desarrollo de productos biotecnológicos para diagnóstico y control mediante la aplicación de técnicas genéticas y moleculares. “En efecto, lanzamos hace poco ATBPLEX®, un método molecular que permite predecir el perfil de resistencia a antibióticos de una cepa de P. salmonis causante de un brote sin necesidad de cultivo. Esperamos pronto tener otras novedades”, finalizó.

Referencias

¹House, M.L., Bartholomew, J.L., Wynton, J.R. & Fryer, J.L. (1999) Relative virulence of three isolates of Piscirickettsia salmonis for coho salmon Oncorhynchus kisutch. Dis Aquat Organ, 35, 107-113.

²Oliver, C., Valenzuela, K., Hernandez, M., Sandoval, R., Haro, R.E., Avendano-Herrera, R., Carcamo, J.G., Villar, M., Artigues, A., Garduno, R. & Yanez, A. (2016) Characterization and pathogenic role of outer membrane vesicles produced by the fish pathogen Piscirickettsia salmonis under in vitro conditions. Vet Microbiol. 29, 94-101.