Nuevos avances para dietas funcionales frente a infecciones bacterianas en peces

Una investigación muestra cómo los fagocitos de salmón adaptan sus mecanismos metabólicos, según la disponibilidad de nutrientes, para defenderse de infecciones como la provocada por Piscirickettsia salmonis.

Francisco Soto
Redactor Técnico
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Científicos de la Universidad de Chile, Universidad Mayor, Grupo Interdisciplinario de Focalización Mitocondrial y Bioenergética (MIBI) y de la Red de investigación sobre veneno de serpiente y descubrimiento de fármacos, ha realizado un avance significativo en la comprensión de cómo las células inmunitarias del salmón, llamadas fagocitos, responden energéticamente a infecciones bacterianas.

En una reciente investigación publicada, que utilizó un innovador enfoque in vitro, se muestra cómo los fagocitos de salmón adaptan sus mecanismos metabólicos según la disponibilidad de nutrientes, como la glucosa y la glutamina, para defenderse de infecciones como la provocada por Piscirickettsia salmonis.

El Dr. Rodrigo Pulgar, académico e investigador de la Universidad de Chile, y uno de los autores del estudio, explica a Salmonexpert que los fagocitos son un linaje celular fundamental para combatir infecciones, pero que algunos patógenos como P. salmonis han desarrollado mecanismos que les permiten no sólo infectar estas células, sino que reproducirse dentro de ellas.

Para ello, los expertos utilizaron estrategias clásicas de biología celular y molecular aplicadas para el estudio del cáncer, pero en la línea celular de fagocitos de salmón (SHK-1) cultivada en un medio sin glucosa (Leibovitz L-15), y se compararon células SHK-1 cultivadas en un medio con glucosa.

“A ambos grupos celulares se les midieron sus flujos metabólicos mediante el analizador Seahorse XF (Agilent) para determinar diferencias en la glicólisis y la respiración mitocondrial en respuesta a las diferentes fuentes de carbono. Con esta información, evaluamos cómo los fagocitos de salmón expuestos a glucosa y glutamina (otra fuente de carbono relevante para los peces) reprograman su metabolismo energético en respuesta a P. salmonis, en particular a los patrones moleculares asociado (PAMPs) a este patógeno”, describe el Dr. Pulgar.

Dietas funcionales

Entre otros resultados, los investigadores descubrieron que los fagocitos expuestos a los PAMPs de P. salmonis inducen un aumento de la actividad de la glucólisis y la respiración mitocondrial, lo que releva la importancia de la glicólisis como una vía productora de ATP para responder frente a la bacteria, y que los PAMPs también inducen una mayor utilización de glutamina mitocondrial en los fagocitos, destacando la importancia de esta fuente de carbono en respuesta al patógeno.

A la izquierda se muestra un esquema de la comparación entre los flujos de fuentes de carbono recibidos por SHK-1 crecidos en el medio tradicional Leibovitz L-15 en comparación con el medio fisiológico (PM). Al centro se muestran curvas representativas (respiración mitocondrial y glucólisis) obtenidas analizador de flujos metabólicos en tiempo real Seahorse XF. A la derecha, se muestra un esquema de la comparación entre los flujos metabólicos para producción de ATP en las células SHK-1 expuestas y no expuestas a los patrones moleculares asociado (PAMPs) a P. salmonis.

Frente a estos hallazgos, el experto de la Universidad de Chile señala que podrían utilizarse para desarrollar estrategias nutricionales dirigidas al hospedero, las que pueden optimizar la respuesta inmune en función de composición de fuentes de carbono de la dieta y su efecto sobre el metabolismo energético de los peces.

“Nosotros hemos descrito en un par de publicaciones anteriores, cómo la baja disponibilidad aguda de hierro (mediante el uso de quelantes) y una adecuada disponibilidad de selenio, afectan positivamente la respuesta de los peces a la infección con P. salmonis. Los resultados obtenidos en el presente estudio, más la información previamente descrita, se pueden utilizar para confeccionar dietas funcionales para los peces, que tengan por ejemplo fuentes de carbono del tipo y concentración adecuadas para responder a un brote de SRS”, comenta el Dr. Pulgar en cuanto a la aplicación de estos resultados.

Los próximos pasos de la investigación incluyen determinar el impacto de otras fuentes de carbono, como ácidos grasos y aminoácidos, sobre la bioenergética y la respuesta inmune de los fagocitos frente a P. salmonis y otros patógenos de interés industrial, para así intentar desarrollar y evaluar dietas que incorporen este conocimiento.

Finalmente, el científico planea que están interesados en transferir tecnológicamente este conocimiento a la industria, “puesto que estamos convencidos que las estrategias prácticas basadas en investigación mejorarán la producción y sustentabilidad acuícola en nuestro país”.

Revise el estudio titulado “Metabolic energetic adaptation of Atlantic salmon phagocytes to changes in carbon sources and exposure to PAMPs”, aquí.

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