Levaduras probióticas para el cultivo sustentable de peces

Levaduras probióticas para el cultivo sustentable de peces

La definición de probiótico propuesto por la FAO y OMS y confirmado por la ISAPP (Asociación Científica Internacional para Probióticos y Prebióticos), menciona que éstos son “microorganismos vivos que, cuando se administran en cantidades adecuadas, confieren un beneficio para la salud del huésped” (Hill et al., 2014). Desde el punto de vista acuícola, se los define como “un complemento microbiano vivo que tiene un efecto benéfico sobre el huésped al modificar su comunidad microbiana asociada, con el propósito de garantizar un mejor uso del alimento o aumentar su valor nutricional, mejorar la respuesta del huésped a una enfermedad y mejorar la calidad de su entorno” (Verschuere et al., 2000).

Si bien las bacterias han sido las más estudiadas por su acción probiótica, en los últimos años, se ha estudiado el efecto benéfico de algunas cepas de levaduras. Las levaduras forman parte de la microbiota intestinal de peces sanos, estimulan el sistema inmune de los peces mediante compuestos que forman parte de su pared celular como β-glucanos y manoproteínas y los protege de enfermedades infecciosas. Además, producen compuestos de alto valor biológico y nutricional como proteínas, vitaminas, pigmentos, enzimas, ácidos nucleicos y poliaminas. La producción de poliaminas se ha asociado, especialmente, a la estimulación de la maduración del tracto digestivo de las larvas, aumentando su tasa de sobrevida. Este efecto es de especial importancia debido a que, en esta etapa temprana del desarrollo, la tasa de mortalidad larvaria puede ser muy elevada, constituyendo un cuello de botella para la producción de juveniles, especialmente de las nuevas especies de peces que se están cultivando hoy en día. Debido a ello, las levaduras han surgido como nuevos probióticos para la acuicultura, con el fin de mejorar la salud y sobrevida de los peces y disminuir el uso de antibióticos en este sector.

En el Laboratorio de Microbiología y Probióticos del INTA, de la Universidad de Chile, hemos identificado diferentes especies de levaduras, provenientes de la microbiota de peces marinos silvestres y de cultivo en Chile, tales como salmónidos , palometa, corvina (Raggi et al., 2014), cojinoba y congrio colorado (Valderrama et al., 2021). La prevalencia de levaduras cultivables en el intestino de estos peces es alta, con un rango que oscilan entre el 75 % al 100% (Raggi et al., 2014; Reinoso et al. 2023). Como parte de esta microbiota levaduriforme, hemos identificado, en mayor proporción, levaduras del filo Ascomycota, en especial de la familia Saccharomycetaceae, que incluye Candida, Pichia, Saccharomyces y Debaryomyces; y levaduras del filo Basidiomycota, con representantes del género Rhodotorula, Cryptococcus, Sporobolomyces y Trichosporon (Navarrete & Tovar-Ramírez, 2014).

Varias de estas levaduras fueron caracterizadas para conocer su potencial probiótico. Estos análisis mostraron que la mayoría de las cepas produjeron enzimas hidrolíticas, como proteasas, glicosidasas y lipasas, las que podrían contribuir con los procesos de digestión de los peces. Por otro lado, otras cepas fueron capaces de colonizar el tracto digestivo de larvas de pez cebra (Danio rerio) y protegerlas de la infección por el patógeno Vibrio anguillarum (Caruffo et al., 2015a y b). Específicamente, las levaduras Debaryomyces hansenii 97 y Yarrowia lipolytica 242, aumentaron la sobrevida de las larvas, evitando la inflamación producida por el patógeno (Caruffo et al., 2015b) e impidiendo la proliferación de bacterias identificadas como predictores de la mortalidad larvaria (Vargas et al., 2021).

Recientemente, en conjunto con el Centro Nacional de Acuicultura e Investigaciones Marinas CENAIM-ESPOL, Ecuador, caracterizamos la micobiota (microbiota fúngica, que incluye las levaduras) de la cobia (Rachycentron canadum), una especie potencial para la acuicultura tropical, por medio de métodos de cultivo y de secuenciación, evaluamos el potencial probiótico de las levaduras provenientes de la mucosa intestinal de estos peces. Aislamos e identificamos diferentes levaduras (pertenecientes al género Candida, Debaryomyces y Naganishia), las que fueron sometidas a diferentes pruebas de laboratorio para seleccionar aquellas que presentaran mejor potencial biotecnológico y probiótico. Se seleccionaron 2 levaduras debido a su producción de enzimas hidrolíticas, poliaminas, su potencial para colonizar el tracto digestivo, su inocuidad y buena capacidad para formar biomasa en el laboratorio (Reinoso et al., 2023). El efecto probiótico de estas cepas fue confirmado al observar que larvas de cobia alimentadas con alimento vivo, enriquecido con estas levaduras, presentaron mayor supervivencia (8%) que larvas que no fueron suplementadas y que larvas que fueron suplementadas con otra levadura aislada de trucha arcoiris. El efecto probiótico de las levaduras, aisladas de cobia, estuvo asociado a una estimulación de la respuesta inmune innata y a la estimulación de la actividad enzimática digestiva (proteasas, lipasas, fosfatasas y glucosidasas) de las larvas.

Estos hallazgos muestran el potencial uso de las levaduras como probióticos, principalmente para mejorar la capacidad digestiva y supervivencia de los peces, durante las primeras etapas de desarrollo, etapa en que las larvas no cuentan con una funcionalidad digestiva completa para digerir las dietas formuladas y absorber los nutrientes necesarios para suplir sus requerimientos nutricionales. Estos resultados también sugieren que levaduras probióticas aisladas desde la misma especie de pez, serían más efectivas, aunque se necesitan más estudios que lo puedan confirmar.

Referencias
  1. Caruffo, M., Navarrete, N., Salgado, O., Díaz, A., López, P., García, K., Feijóo, C. G., & Navarrete, P. (2015a). Potential probiotic yeasts isolated from the fish gut protect zebrafish (Danio rerio) from a Vibrio anguillarum challenge. Frontiers in Microbiology, 6(OCT), 1–9. https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.01093
  2. Caruffo, M., Navarrete, N., Salgado, O., Díaz, A., López, P., García, K., Feijóo, C. G., & Navarrete, P. (2015b). Potential probiotic yeasts isolated from the fish gut protect zebrafish (Danio rerio) from a Vibrio anguillarum challenge. Frontiers in Microbiology, 6(OCT), 1093. https://doi.org/10.3389/FMICB.2015.01093/BIBTEX
  3. Hill, C., Guarner, F., Reid, G., Gibson, G. R., Merenstein, D. J., Pot, B., Morelli, L., Canani, R. B., Flint, H. J., Salminen, S., Calder, P. C., & Sanders, M. E. (2014). The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic. Nature, 11(8), 506–514. https://doi.org/10.1038/nrgastro.2014.66
  4. Navarrete, P., & Tovar-Ramírez, D. (2014). Use of Yeasts as Probiotics in Fish Aquaculture. In M. Hernandez-Vergara & C. Perez-Rostro (Eds.), Sustainable Aquaculture Techniques (pp. 135–172). IntechOpen. https://doi.org/10.5772/57196
  5. Raggi, P., Lopez, P., Diaz, A., Carrasco, D., Silva, A., Velez, A., Opazo, R., Magne, F., & Navarrete, P. (2014). Debaryomyces hansenii and Rhodotorula mucilaginosa comprised the yeast core gut microbiota of wild and reared carnivorous salmonids, croaker and yellowtail. Environmental Microbiology, 16(9), 2791–2803. https://doi.org/10.1111/1462-2920.12397
  6. Reinoso, S., Gutiérrez, M. S., Domínguez-Borbor, C., Argüello-Guevara, W., Bohórquez-Cruz, M., Sonnenholzner, S., Nova-Baza, D., Mardones, C., & Navarrete, P. (2023). Selection of Autochthonous Yeasts Isolated from the Intestinal Tracts of Cobia Fish (Rachycentron canadum) with Probiotic Potential. Journal of Fungi, 9(2), 24. https://doi.org/10.3390/JOF9020274
  7. Valderrama, B., Ruiz, J. J., Gutiérrez, M. S., Alveal, K., Caruffo, M., Oliva, M., Flores, H., Silva, A., Toro, M., Reyes-Jara, A., & Navarrete, P. (2021). Cultivable yeast microbiota from the marine fish species Genypterus chilensis and Seriolella violacea. Journal of Fungi, 7(7). https://doi.org/10.3390/jof7070515
  8. Vargas, O., Gutiérrez, M. S., Caruffo, M., Valderrama, B., Medina, D. A., García, K., Reyes-Jara, A., Toro, M., Feijóo, C. G., & Navarrete, P. (2021). Probiotic Yeasts and Vibrio anguillarum Infection Modify the Microbiome of Zebrafish Larvae. Frontiers in Microbiology, 12, 1639. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.647977
  9. Verschuere, L., Rombaut, G., Sorgeloos, P., & Verstraete, W. (2000). Probiotic Bacteria as Biological Control Agents in Aquaculture. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 64(4), 655–671. https://doi.org/10.1128/mmbr.64.4.655-671.2000

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