La salmonicultura enfrenta importantes desafíos sanitarios, entre ellos la alta incidencia de enfermedades bacterianas. En Chile, la Septicemia Rickettsial del Salmón (SRS), causada por la bacteria Piscirickettsia salmonis, es una de las principales causas de mortalidad en peces, con las consecuentes pérdidas de competitividad y pérdidas económicas. A pesar de que han desarrollado diferentes estrategias de vacunación, aún el control de esta enfermedad está ejerciendose en base al uso de antimicrobianos.
En este contexto, la investigación "Know Your Enemy: Piscirickettsia salmonis and Phage Interactions Using an In Silico Perspective", publicada en Antibiotics (Basel), propone una nueva mirada sobre el control de este patógeno. El trabajo del académico Dr. Jaime Romero y la investigadora y la investigadora Carolina Ramírez, del Laboratorio de Biotecnología de Alimentos del Instituto de Nutrición y Tecnología de los Alimentos (INTA) de la Universidad de Chile, estudia el genoma de 79 cepas de P. salmonis para identificar secuencias de profagos (fragmentos de fagos insertados en el ADN bacteriano) y sistemas de defensa antífago.
Entre los hallazgos, se detectó que el 70% de los cromosomas analizados contenían regiones de profagos, al igual que el 75% de los plásmidos. Además, se identificaron mecanismos de defensa como dGTPasa, AbiD, SoFIC y MazEF, revelando una compleja interacción entre la bacteria y sus bacteriófagos. Estos resultados abren nuevas posibilidades para desarrollar estrategias de biocontrol basadas en fagos, lo que permitiría reducir el uso de antibióticos en el cultivo de salmones.
El académico Jaime Romero, quien es coordinador del Laboratorio de Biotecnología de Alimentos, bioquímico y Doctor en Microbiología, profundiza en los alcances del estudio.
-¿Cuál es la relevancia de estudiar las interacciones entre Piscirickettsia salmonis y sus fagos en el contexto de la salmonicultura nacional e internacional?
El estudio de las interacciones entre P. salmonis —el agente causal de la Piscirickettsiosis o Septicemia Rickettsial del Salmón (SRS)— y sus fagos es altamente relevante porque esta bacteria intracelular facultativa es uno de los principales patógenos que afectan la industria salmonicultora, especialmente en países líderes en producción como Chile, Noruega y Canadá.
A nivel nacional, en Chile, el SRS es responsable de pérdidas económicas multimillonarias anuales debido a mortalidades directas, costos de tratamientos antibióticos y restricciones comerciales asociadas al uso excesivo de antimicrobianos. Esto también plantea un riesgo de generación de resistencia bacteriana y presiona por alternativas de control más sostenibles.
En este contexto, comprender la dinámica entre P. salmonis y sus bacteriófagos (virus que infectan bacterias) permite:
- Caracterizar los sistemas de defensa antífago de la bacteria (como CRISPR/Cas, sistemas de restricción/modificación o toxina-antitoxina), lo cual puede orientar el diseño de terapias más eficaces y prevenir la rápida aparición de resistencias a fagos.
- Identificar elementos de fagos que contengan potencial como herramientas terapéuticas de biocontrol.
-¿Qué son las "regiones de profagos" y qué aspectos destacaría del hallazgo de regiones de profagos y sistemas de defensa antífago en los genomas analizados de P. salmonis?
Las regiones de profagos son secuencias de ADN viral (de bacteriófagos) que están integradas en el genoma de una bacteria. Un profago es la forma latente de un fago temperado que, en lugar de destruir inmediatamente a la bacteria (ciclo lítico), inserta su material genético en el cromosoma bacteriano y permanece allí como parte del ADN bacteriano. Estas regiones pueden estar completas (profagos intactos) o incompletas (fragmentos o restos de fagos), y pueden activarse bajo ciertas condiciones, volviéndose líticos nuevamente y produciendo nuevas partículas virales.
Encontrar regiones de profagos muestra que P. salmonis ha estado expuesta a infecciones por fagos a lo largo de su evolución, por lo tanto, puede ser atacada por fagos. Esto sugiere que los fagos han sido un factor importante en su variabilidad genética y contribuir a la plasticidad genómica.
Detectar sistemas como CRISPR/Cas, sistemas de restricción-modificación u otros mecanismos de sistemas de defensa antifagos (inmunidad bacteriana) en los genomas indica que P. salmonis ha desarrollado barreras para limitar nuevas infecciones por fagos.
El hallazgo de profagos y sistemas de defensa antífago plantea oportunidades y desafíos. Por un lado, podría ser posible activar profagos latentes para debilitar poblaciones bacterianas; por otro, es necesario conocer bien los sistemas de defensa para elegir nuevas estrategias eficaces.
-¿De qué manera estos mecanismos de defensa podrían contribuir al diseño de nuevas estrategias de control, distintas al uso de antibióticos?
Los mecanismos de defensa antífago (como CRISPR/Cas, sistemas de restricción-modificación y toxina-antitoxina) representan barreras naturales que limitan la infección por fagos, pero conocerlos a fondo permite transformar un obstáculo en una oportunidad de innovación.
-¿Qué implicancias tiene este estudio para el desarrollo de terapias para el control de enfermedades bacterianas en acuicultura?
En general, conocer los profagos integrados abre la posibilidad de inducir su activación (paso a ciclo lítico) mediante estímulos físicos o químicos controlados, provocando la destrucción de la bacteria desde adentro sin uso de antibióticos. Además, conocer cómo P. salmonis se defiende de los fagos es clave para innovar en biocontrol y avanzar hacia una salmonicultura más sustentable, sin dependencia excesiva de antibióticos.
Keywords: Piscirickettsia salmonis; Aquaculture; Phage; Prophage; Salmonid Rickettsial Septicemia (SRS)
Referencia:
Ramírez, C., & Romero, J. (2024). Know Your Enemy: Piscirickettsia salmonis and Phage Interactions Using an In Silico Perspective. Antibiotics, 13(1), 51. https://doi.org/10.3390/antibiotics13010051
