uso de probiÓtico marino y su impacto en la...

USO DE PROBIÓTICO MARINO Y SU IMPACTO EN LA PRODUCCIÓN DEL

CAMARÓN

Dra GIUDICELLI Fanny30/11/2017

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

MORTALIDAD TEMPRANA (EMS)

¿Cuál es el producto lo mas usado para disminuir las bacterias patógenas?

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

… SE NECESITAN SOLUCIONES ALTERNATIVAS

Probióticos :

• Beneficios +++

• Preventivo

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

LOS PROBIÓTICOS

Definición, función, eficiencia

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 probióticos colonizan el tracto del camarón y se multiplican

Modulan el desarrollo de las bacterias de la microbiota

Ossowski et al. 2013


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



- 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



- 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



- 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

EL ENTORNO MARINO: VARIOS

SOLUCIONES

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.

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

ENCAPSULACIÓN, PROBIOTICOS CON ALGAS

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

PROBIÓTICOS MARINOSAL NIVEL DE LA

ESTACIÓNEXPERIMENTAL

PROTOCOLO

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

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

PROTOCOLO

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

• 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

Observación:

• Al nivel de hepatopáncreas

• Al nivel del intestino

EFECTO SOBRE LA MICROBIOTA

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

PROBIÓTICOSMARINOS EN LOS 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

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%)


• 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


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


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


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


• 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

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

uso de probiÓtico marino y su impacto en la...

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