Evaluación de bacterias lácticas salvajes y recombinantes productoras de bacteriocinas y no bacteriocinogénicas como probióticos para la acuicultura

• Autores: Javier Feito Hermida
• Directores de la Tesis: Pablo E. Hernández Cruza (dir. tes.), Luis Miguel Cintas Izarra (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2023
• Idioma: español
• Número de páginas: 413
• Títulos paralelos:
  • Assessment of wild and recombinant bacteriocin-producing and non-bacteriocinogenic lactic acid bacteria as probiotic for aquiculture
• Tribunal Calificador de la Tesis: María del Rosario Martín de Santos (presid.), Teresa García Lacarra (secret.), Tania Pérez Sánchez (voc.), Patrícia Poeta (voc.), Juan José Córdoba Ramos (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Veterinaria por la Universidad Complutense de Madrid
• Materias:
  • Ciencias agrarias
    • Peces y fauna silvestre
      • Piscicultura
    • Ciencias veterinarias
      • Microbiología
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen
  • español

    Tradicionalmente se han utilizado antibióticos y vacunas para el control de las principales ictiopatologías de relevancia para la acuicultura, algunas potencialmente zoonóticas, entre las que destaca la lactococosis, producida por Lactococcus garvieae. No obstante, el abuso del empleo de antibióticos y su utilización como tratamiento profiláctico ha provocado la actual crisis global de (multi)resistencias a estos compuestos antimicrobianos. Asimismo, pese a su innegable utilidad, sólo existen vacunas para ciertas especies y, además, su empleo implica un coste económico elevado, provoca estrés en los animales, supone riesgos laborales, requiere de animales inmunocompetentes y no siempre son efectivas. En este contexto, el objetivo global de esta Tesis Doctoral fue la evaluación y caracterización de bacterias lácticas, productoras de bacteriocinas y no bacteriocinogénicas, tanto salvajes como recombinantes, para su potencial empleo como probióticos en la acuicultura, como estrategia alternativa o complementaria a la antibioterapia y la vacunación, para el control de ictiopatologías de relevancia en la acuicultura, empleando para ello numerosas metodologías microbiológicas, bioquímicas, genéticas y moleculares, técnicas -ómicas (genómicas y proteómicas) y ensayos in vivo. En este contexto, se caracterizó por primera vez una población de aislados de L. garvieae procedentes de ejemplares sanos de trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss, Walbaum) y su ambiente acuícola. A este respecto, se demostró que la ausencia de brotes de lactococosis en una piscifactoría no es indicativa de la ausencia de L. garvieae potencialmente virulentos y resistentes a antibióticos de importancia en medicina humana y veterinaria, con una gran capacidad de adaptación y persistencia. Por otra parte, la secuenciación y el análisis funcional (in silico) del genoma de las cepas de origen acuático o alimentario Lactococcus lactis subespecie cremoris WA2-67, Latilactobacillus curvatus BCS35 y Pediococcus acidilactici L-14 permitió la detección de genes involucrados en sus características probióticas, así como confirmar la ausencia de determinantes genéticos relacionados con su patogenicidad y virulencia, lo que pone de manifiesto su seguridad y utilidad como probióticos para la acuicultura. Asimismo, el diseño de genes sintéticos conteniendo el péptido señal de la proteína Usp45, fusionado a la garvicina A (GarA) y/o garvicina Q (GarQ) maduras y sus respectivas proteínas de inmunidad, permitió su clonación en los vectores de expresión proteica pMG36c, bajo el control del promotor constitutivo P32, y pNZ8048c, bajo el control del promotor inducible PnisA, así como su producción heteróloga por la cepa no productora de bacteriocinas L. cremoris NZ9000 y las cepas bacteriocinogénicas L. lactis BB24 y L. lactis DPC5598, productoras de nisina A, y L. cremoris WA2-67, productora de nisina Z. En este contexto, en este trabajo se describe por primera vez la producción heteróloga de garvicinas por bacterias lácticas. En particular, la producción constitutiva de GarA y GarQ por el microorganismo recombinante L. cremoris WA2-67 (pJFQIAI) permitió incrementar 68 veces su actividad antimicrobiana extracelular frente a L. garvieae CF00021. Posteriormente, la administración de L. cremoris WA2-67, WA2-67 anisZ y WA2-67 (pJFQIAI), bioencapsuladas en Artemia franciscana, ejerció un efecto inmunomodulador de la respuesta inmunitaria de larvas de rodaballo (Scophthalmus maximus, L.) caracterizado por un aumento de la transcripción en el bazo de los genes MHCII-a, CD3E, CD8A, TCRB, IgMsec, IgTsec y TNFa. Por último, la administración de estas cepas, bioencapsuladas en A. franciscana y suministradas con el pienso, ejerció un efecto modulador del bacterioma de las larvas de rodaballo. A este respecto, la administración de L. cremoris WA2-67 anisZ provocó una mayor diversidad alfa y una mayor frecuencia relativa del género Lactococcus en el bacterioma de las larvas de rodaballo.

  • English

    For years, aquaculture has been proposed as the best alternative for obtaining high-quality animal protein to feed a ceaseless growing human population; however, its over-intensification has generated an increase in the incidence of infectious diseases, some of them potentially zoonotic, among which lactococcosis, produced by Lactococcus garvieae, stands out. In this context, antibiotics have traditionally been used, often abusively and as prophylactic treatments, as well as vaccines, to control the main ichthyopathologies of relevance in aquaculture. However, the abuse of antibiotics has caused the current global crisis of (multi)resistance to these antimicrobial compounds. Likewise, despite their undeniable usefulness, vaccines are only available for certain species and, furthermore, they imply a high economic cost, cause stress in the animals, pose occupational risks, require immunocompetent animals and are not always effective. Given this situation, the use of probiotics has been proposed as an alternative or complementary strategy to chemotherapy and vaccination for the control of fish diseases. In this context, the overall objective of this Doctoral Thesis is the evaluation and characterization of bacteriocin-producing and non-bacteriocinogenic Lactic Acid Bacteria (LAB), both wild and recombinant, for their potential use as probiotics in aquaculture, as an alternative or complementary strategy to antibiotic therapy and vaccination, for the control of the main ichthyopathologies of relevance in current aquaculture...