Dra GIUDICELLI Fanny 30/11/2017 USO DE PROBIÓTICO MARINO Y SU IMPACTO EN LA PRODUCCIÓN DEL CAMARÓN

Transcripción

1 Dra GIUDICELLI Fanny 30/11/2017 USO DE PROBIÓTICO MARINO Y SU IMPACTO EN LA PRODUCCIÓN DEL CAMARÓN

2 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% de producción

3 MORTALIDAD TEMPRANA (EMS) Vibrio spp. : - Bacterias marinas - Muchas especies B. Gomez-Gil et al., 2014 La virulencia es muy alta 2013, Lightner et al., identifican el Vibrio parahaemolyticus que portaba un fago (virus bacteriano) como el patógeno del EMS

4 MORTALIDAD TEMPRANA (EMS) Cuál es el producto lo mas usado para disminuir las bacterias patógenas?

5 LOS ANTIBIÓTICOS Consumo frecuente, uso de rutina Qué hacen? Disminución de las bacterias patógenas PERO disminución también de las bacterias beneficiosas = impacto sobre la salud del camarón Oxytetracyclina, florenfenicol.: no biodegradable

6 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 el entorno) Cuál es la resistencia? La capacidad de un microorganismo a resistir a los efectos de los antibióticos Disminución dramática de la eficiencia de los antibióticos (=disminución de la productividad) Conclusión : los antibióticos deben usarse racionalmente como ultimo

7 LOS ANTIBIÓTICOS Conclusión : los antibióticos deben usarse racionalmente como ultimo recurso cuando aparece la patología

8 MAYOR RESISTENCIA A LOS ANTOBIÓTICOS Estudio en 2005 sobre 229 camarones en Ecuador 95,6% con Vibrio spp et 80,8% con V. parahaemolyticus 92,2% de las cepas de vibrio con una resistencia al ampicilina, 53,1% a la tetraciclina

9 LOS ANTIBIÓTICOS En Europa, sabes cuál es la visión del uso de antibióticos para la producción de camarones?

10 LOS ANTIBIÓTICOS PERCEPCIÓN DE CONSUMIDORES E IMPORTADORES Para los consumidores, el sabor y la calidad sanitaria son muy importantes Normas de importación en Estados Unidos, Europa prohíben el uso de varios antibióticos Intensificación de los controles aduaneros: en Europa, en 2016, 50% de los lotes se controlaron

11 SE NECESITAN SOLUCIONES ALTERNATIVAS Defroidt et al 2011 Una solución efectiva debe tener en cuenta las 3 dimensiones: el patógeno, las especies acuícolas y su entorno

12 SE NECESITAN SOLUCIONES ALTERNATIVAS Probióticos : Beneficios +++ Preventivo

13 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

14 LOS PROBIÓTICOS Definición, función, eficiencia

15 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 afecta beneficiosamente la salud del huésped mejorando su equilibrio microbiano» Interés de los probióticos para la acuacultura: estudios desde 30 años, gran interés desde 10 años,

16 LOS MODOS DE ACCIÓN PROBIÓTICOS Nutrición / microbiota del intestino del camarón El entorno: agua / suelo

17 LOS MODOS DE ACCIÓN PROBIÓTICOS Nutrición / microbiota del intestino del camarón El entorno: agua / suelo

18 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

19 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

20 LOS MODOS DE ACCIÓN Efectos beneficiosos sobre : - La resistencia a las enfermedades, Gracias a: - La producción de inhibidores o antagonistas del Quorum sensing Modifed from Skogman et al., gr.kyushuu.ac.jp/lab/m icrobt/resear ch/quorumse nsing.html

21 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

22 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

23 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

24 PROBIÓTICOS EN MERCADO La mayoría de las empresas que fabrican probióticos no están especializadas en la acuacultura La mayoría de las cepas son de origen terrestre (no tienen una gran adaptación al entorno marino) Pero conocemos poco sobre los probióticos marinos Entre la vaca y el camarón, hay un océano!

25 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

26 EL ENTORNO MARINO: VARIOS SOLUCIONES

27 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

28 DIVERSIDAD MARINA: DEL GRANDE AL PEQUEÑO La diversidad en el océano está mayormente contenida dentro de los microorganismos

29 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: células (10 2 hasta 10 4 eucariotas, 10 4 hasta 10 6 procariotas, 10 6 hasta 10 7 virus) Un crecimiento y actividades biológicas que se adaptan al entorno marino y su diversidad (salinidad, presión, oxigeno )

30 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)

31 ENTORNO ARTIFICIAL: UN DESEQUILIBRIO MICROBIANO En las piscinas: ecosistema artificial Sin equilibrio Con entrada microbiana: agua y balanceado Controlamos las poblaciones bacterianas a través del uso de antibióticos o probióticos

32 MICROBIOTA ASOCIADA A LOS MACROORGANISMOS Vibrio spp. Las bacterias simbióticas difieren según el huésped Vibrios son abundantes en los peces y camarones pero son raros en los organismos sésiles

33 MICROBIOTA ASOCIADA A LOS MACROORGANISMOS Vibrio spp. Las bacterias simbióticas difieren según el huésped Vibrios son abundantes en los peces y camarones pero son raros en los organismos sésiles

34 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 las bacterias patógenas marinas Colonizan los huéspedes

35 BACTERIAS MARINAS ASOCIADAS A LOS ORGANISMOS SÉSILES Bacterias marinas con características perfectas para usar como probióticos en acuacultura Capaz de controlar Vibrio spp en condiciones marinas (salinidad, oxigeno..) en el agua y en el tracto de los camarones Actividades anti-vibrio Endémico del entorno marino Adaptado al entorno Capacidad de colonización

36 SELECCIÓN DE NUESTRAS CEPAS Organismos sésiles : diferentes especies, orígenes, periodo de cosechas Aislamiento de cepas marinas endófitas Cribado/identificacion : - Antimicrobianos - Enzimas - Factor de crecimiento Cultivo de las cepas

37 SELECCIÓN DE NUESTRAS CEPAS 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 un cóctel bacteriano con un perfil complementario para tener una gran eficiencia

38 RESISTENCIA DE LAS CEPAS Estudia de resistencia de las cepas: 5 4 Courbe croissanssance SMA-25 Tolerancia a la salinidad entre 0 y 40 croissance) Tolerancia ph : entre 2 y 11 (suivi croissance) (suivi Tolerancia a temperatura alta C 37 C 35 El crecimiento de la cepa SMA-25 es idéntico a 0 y 35 de salinidad

39 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

40 CONCLUSIÓN 2/2 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

41 ENCAPSULACIÓN, PROBIOTICOS CON ALGAS

42 ADMINISTRACIÓN DE LOS PROBIOTICOS EN ACUACULTURA Laboratorio: al inicio las bacterias se propagan a traves de la «piel» (Nauplii) : se necesitan grandes cantidades en la agua para que una parte entre en el camaron Boone, 1931

43 ADMINISTRACIÓN DE LOS PROBIÓTICOS EN ACUACULTURA 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 Boone, 1931

44 ADMINISTRACIÓN DE LOS PROBIÓTICOS EN ACUACULTURA Qu pasa cuando usamos el probiótico? - Todavía vivo? - Se multiplica? Boone, 1931

45 ADMINISTRACION DE LOS PROBIOTICOS EN ACUACULTURA En el agua y las condiciones ambientales: - Todavía vivo? - Se multiplica? Boone, 1931

46 BIOTECNOLOGÍA AZUL Desarrollo de un proceso único En condiciones controladas, encapsulación del consorcio de bacterias marinas en las algas

47 ENCAPSULACIÓN EN LAS ALGAS MARINAS Las algas = el primer balanceado natural de los camarones - Gran apetencia - Altamente nutritivo - Alta digestibilidad Cellule de Macroalgues Enzymes digestive De la crevette Probiotiques El uso de algas para la encapsulación permite la liberación dirigida en el hepatopáncreas y intestino de los camarones Hepatopancreas

48 PROTECCIÓN Y CONSERVACIÓN Mismas cantidad de cepas después 18 meses T0 12 meses 24 meses 22 degrés 37 degrés 22 degrés 37 degrés 3, , , , ,5.10 7

49 ENCAPSULACIÓN Consumo Microscopie confocale Photo : Gamba Naturals Algues naturellement fluorescente sous excitation Crevette alimentée avec AlgiStim PROBIÓTICO hépatopancréas intestin fèces

50 ENCAPSULACIÓN Digestión de las algas Liberación de los probióticos Colonización del tracto Multiplicación de las bacterias Modificación de la pared intestinal de la microbiota Producción de antibacterianos, enzimas, surfactantes, factores de crecimiento Estimulación de las bacterias gracias a las algas: efecto prebiótico especifico de las cepas marinas

51 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 las algas: efecto prebiótico especifico de las cepas marinas

52 ALGAS + PROBIÓTICOS MARINOS Algas marinas tienen: - β glucanos - Polisacáridos - Inmuno-estimulante - Prebióticos Probióticos secretan: - sustancias anti-bacterianas - Enzimas digestivas - Factor de crecimiento

53 PROBIÓTICOS MARINOS AL NIVEL DE LA ESTACIÓN EXPERIMENTAL

54 PROTOCOLO Estudio 1 : uso de PROBIOTICO a 10% sobre larvas y PL (Raceway)

55 S u r v iv o r s % EFECTO SOBRE LA SOBREVIVENCIA ** *** ** C o n tro l + PROBIÓTICO C A **** **** **** **** Hasta 90% de sobrevivencia % D a y s * 2 w a y A N O V A ( IC o f 9 5 % )

56 S u r v iv o r s % EFECTO SOBRE LA MANCHA BLANCA % +50 % C o n tro l C A PROBIÓTICO Efecto antiviral d p i

57 S u r v iv o r s % EFECTO SOBRE LOS VIBRIOS Hasta 60% de sobrevivencia (Vibrio parahaemolyticus) Misma resistencia contra los Vibrio harveii, silaloensis et nigripulchritudo ** % **** **** **** % **** C o n tro l - C A PROBIOTICO Efecto anti-bacteriano d p i * 2 w a y A N O V A ( IC o f 9 5 % )

58 PROTOCOLO Estudio 2: Uso durante el Raceway + crecimiento, Efectos sobre la microbiota

59 TAILLE (CM) PESO (GR) EFECTO SOBRE EL CRECIMIENTO Aumento de la tamaño de las PL al fin del raceway (uso a 10%) y del peso al inicio de la fase de engorde 3 4,00 3,00 2 2,00 1, JOURS 0, A T DIAS A T

60 EFECTO SOBRE LA MICROBIOTA Observación: Al nivel de hepatopáncreas Al nivel del intestino

61 EFECTO SOBRE LA MICROBIOTA (HEPATOPANCREAS) % PROBIOTICO CONTROL El uso de PROBIÓTICO permite una diminución de 65% hasta 22% de los Vibrios spp Probtioques 12,1938 0,7427 Vibrio spp. 22, ,7717 Zoom: disminución de 3X del Vibrio parahaemolyticus gracias a las bacterias del producto Vibrio harveyi Vibrio parahaemolyticus 3, ,2532 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.

62 EFECTO SOBRE LA MICROBIOTA (INTESTINO) Generos Predominantes en el Estomago-Hepatopancreas de Langostinos Mismas observaciones que en el hepatopáncreas PROBIOTICO permite una disminución de los Vibrio spp. dentro del tracto 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% D Control Otros Generos sporosarcina methylobacterium acinetobacter actibacter mogibacterium corynebacterium brachybacterium nesterenkonia dietzia paludibacter bacteroides salinicoccus clostridium roseovarius tetragenococcus rubrobacter propionigenium nautella fictibacillus sagittula loktanella bacillus thalassobius pseudoalteromonas ruegeria photobacterium formosa psychromonas vibrio

63 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

64 PROBIÓTICOS MARINOS EN LOS LABORATORIOS EN ECUADOR

65 LABORATORIOS EN ECUADOR 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

66 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%)

67 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

68 LABORATORIOS EN ECUADOR Tanque Sembrados Tratamiento Dosis Inicio del tratamiento PROBIÓTICO 10% de dieta M PROBIÓTICO 10% de dieta M Testigo Protocolo laboratorio Protocolo laboratorio Testigo Protocolo laboratorio Protocolo laboratorio

69 LABORATORIOS EN ECUADOR Tanque Sembrado Transferido sobrevivencia Tamaño en PL/g % % % % 780

70 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

71 LABORATORIOS EN ECUADOR Análisis de la presencia de vibrios spp + nuestras bacterias 1 Los probióticos colonizan el tracto de los camarones 0,5 El uso de PROBIÓTICO disminuye la presencia de Vibrio dentro de la microbiota de los camarones 0 Akxabiotic Vibrio cell abundance (cell.108 g-1) Control Probiotics cell abundance (cell.108 g-1)

72 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

73 GRACIAS POR SU ATENCIÓN