Contexto SRS

Esta es una síntesis de trabajo preparada por ACUAIM SpA para el Comité Consultivo de PGSA, con el fin de informar sobre los contextos y se basa en los siguientes informes originales: "Establecimiento de líneas de investigación multidisciplinarias e integradas y su impacto en los niveles de intervención de salud contra P. salmones en el salmón cultivado "por EpiVet EIRL (2017); "SRS: Una revisión de la enfermedad, los factores de riesgo y las estrategias de control" por Ausvet (2017); "Informe de alcance para el manejo sanitario en acuicultura" por SERNAPESCA (2017); y Costos Económicos Estimados para SRS y Caligus Asociado con los Indicadores de Impacto de PGSA "por SERNAPESCA (2017).

INTRODUCCIÓN

Piscirickettsiosis o Síndrome rickettsial del salmón (SRS) es una severa enfermedad que afecta a los miembros de los géneros Salmo y Oncorhynchus provocada por la bacteria Piscirickettsia salmonis. Desde su aparición en el año 1989, ha causado importantes pérdidas económicas en la industria acuícola de Chile del mundo. El primer brote de la enfermedad fue reportado en Chile en el año 1989, pero se ha sugerido que la enfermedad se encontraba presente tempranamente desde el año 1983. En el primer reporte de SRS, la especie afectada fue el salmón Coho) con mortalidades de hasta un 90% en algunos centros de cultivo. Posteriormente, la Piscirickettsiosis fue también detectada en salmón del atlántico y trucha arcoíris.

Un análisis económico desarrollado en el año 1989, estimó pérdidas de aproximadamente US $10 millones como resultado de la mortalidad de 1.5 millones de peces. En el año 2006, el Instituto tecnológico del Salmón (INTESAL), estimó que las pérdidas directas causadas por pisciricketttsiosis fueron aproximadamente de US$ 100 millones en la fase de cierre de ciclo en agua de mar. En suma, el instituto determinó pérdidas cercanas a los US$400 millones asociadas a las potenciales cosechas perdidas. Lo anterior representó cerca de un 25% del total de las exportaciones durante ese año. Piscirickettsiosis ha evolucionado volviéndose progresivamente resistente a los tratamientos, aumentando su virulencia así como la severidad clínica bajo las mismas condiciones de manejo. Por esta razón, es considerado uno aspectos más significativos para la sustentabilidad de la industria del salmón.

Factores de riesgo asociados a mortalidades masivas para piscirickettsiosis incluyen: las fallas en la vacunación o vacunaciones no efectivas, la cercanía con otros centros de cultivo, incremento en la temperatura del agua y salinidad del agua, nutrición inapropiada y estrés. Estrategias para prevenir la enfermedad y minimizar la mortalidad incluyen la reducción del estrés, reducción de densidades de cultivo, restricción de movimientos de transporte, peces y personal, screening de los reproductores, utilización de tratamientos antibióticos y vacunación.

Los antibióticos han sido utilizados para el control de enfermedades, sin embargo se ha encontrado resistencia a la penicilina, estreptomicina, ácido oxolínico y Oxitetraciclina y en general se describe una pobre respuesta de los salmones al tratamiento. Un protección de larga duración a desafíos con P.salmonis en peces vacunados ha demostrado ser difícil de demostrar en condiciones de campo. Los protocolos de vacunación incluyen pared celular completa, vacunas inactivas con o sin adyuvantes en forma inyectable seguidos por un booster de vacuna oral. El desafío para prevenir esta enfermedad a través de la vacunación es que los títulos de anticuerpos comienzan a disminuir aproximadamente a los 800 días-grado después de la primera vacunación, haciendo al pez más susceptible a la enfermedad. Por lo anterior, es necesario al menos un booster para mantener la inmunidad. Una vacuna DNA fue probada en el año 2003, siendo no efectiva. Por otro lado, la inmunización de salmones con Arthrobacter davidanieli vivo ha mostrado promisorios resultados en protección frente a Piscirickettsiosis.

Descripción del Síndrome Rickettsial del Salmón

El agente patógeno

Biología Básica

P.salmonis es una bacteria gram negativa, mayormente no móvil, aeróbica, no encapsulada, pleomórfica y fastidiosa, usualmente cocoide y encontrada normalmente en pares o estructuras de anillo. La replicación ocurre por fisión binaria dentro de vacuolas citoplasmáticas en células del hospedero susceptibles y líneas celulares. El condiciones de laboratorio, la replicación es óptima entre 15–18 °C, inhibida sobre los 20°C y bajo los 10°C y completamente detenida cercana a los 25°C. Previamente, P.salmonis fue considerada sólo cultivable en líneas celulares eucarióticas, sin embargo, recientes reportes muestran que la bacteria es capaz de crecer en medios de agar enriquecidos con cisteína, confirmando sus propiedades intracelulares facultativas. Mientras que la ruta de infección no es completamente comprendida, es sabido que la infección primaria y la multiplicación del agente ocurre dentro de los macrófagos.

Genética

El análisis del contenido genético de P.salmonis puede ayudar a mejorar la comprensión del patógeno, su proceso de infección y la fluidez con que se realiza el intercambio genético. Los genomas de algunas pocas cepas de la bacteria han sido secuenciadas. Sin embargo, un estudio reciente describe la presencia de dos grupos genéticos de P.salmonis presentes en Chile, mientras otro estudio identificó un gen específico cuya expresión es directamente proporcional a la citopatogenicidad in vitro.

Virulencia

Los factores de Virulencia de P.salmonis son poco entendidos. Es sabido que secretan productos extracelulares (ECPs) y que algunos de estos componentes producen efectos citotóxicos in vitro y podrían mediar algunos de los daños tisulares observados en peces in vivo. La estrategia para que se produzca la inhibición de los efectos in vitro de los ECPs a través de tratamientos con proteinasa K indica que estos ECPs son péptidos, y pueden ser categorizados como exotoxinas. También se ha sugerido que factores de las membranas de las vesículas externas jugarían un rol en la entrega de factores de virulencia a las células del huésped. Un estudio encontró que los aislados chilenos fueron más virulentos que los aislados Noruegos y Canadienses.

EL HOSPEDERO Y LA ENFERMEDAD

Huéspedes susceptibles

El principal huésped de P.salmonis son los peces salmónidos. Seguido del primer reporte en salmón coho, la enfermedad ha sido reportada en trucha arcoíris, salmón rojo, salmón del atlántico y Oncorhynchus masou en Chile, Canadá, Irlanda, Escocia y Noruega. El único huésped no salmónido confirmado para P.salmonis es el white sea bass.

Modos de Transmisión

El modo de transmisión del patógeno y la consecuente enfermedad es poco comprendido, sin embargo la transmisión horizontal a través del agua juega un rol clave. No ha sido descrito ni identificado un vector, sin embargo se ha demostrado que la bacteria réplica en líneas celulares de insecto y de rana, lo que fomenta la hipótesis de la existencia de un vector artrópodo. También se sospecha que especies marinas de peces y moluscos son reservorios, pero las pruebas no han demostrado infección. Algunas investigaciones han sugerido el ingreso del patógeno a través de la piel, piel dañada o a través de las branquias. La exposición oral ha sido desestimada dado que es poco probable que la exposición sea importante porque el bajo pH y las enzimas digestivas son capaces de inactivar el patógeno. La transmisión puede ocurrir en ambos tipos de agua, dulce y salada, sin embargo la baja sobrevivencia de la bacteria en el agua dulce minimiza la probabilidad de ocurrencia de enfermedad en este tipo de agua.

Rasgos Clínicos y mortalidad

El periodo de incubación para piscirickettsiosis depende del aislado, la dosis, la ruta de infección, el ambiente y factores del huésped en relación a su estatus inmunológico y edad. En numerosos estudios se han reportado mortalidades entre el día 9-29 post infección.

Las mayores pérdidas económicas asociadas a piscirickettsiosis ocurren en Chile donde la tasa de mortalidad es de 30% a 90%. En el hemisferio Norte, las tasas de mortalidad reportadas han sido sustancialmente menores del orden de 0,6 a 18%.

La vacunación es capaz de reducir la mortalidad cuando los peces son transferidos a agua de mar, pero los peces vacunados suelen incrementar su susceptibilidad predisponiendo a brotes más agresivos avanzado el ciclo productivo.

Factores de riesgo

La epidemiología de patógenos es relativamente desconocida y la determinación de factores de riesgo es compleja. Fuera de esto, algunos factores de riesgo han sido identificados y descritos en las siguientes secciones.

Temperatura del agua

Se ha establecido una correlación entre la temperatura del agua y la tasa de incidencia de la enfermedad en salmón del atlántico, trucha arcoíris y salmón coho, con una tendencia a que las mayores temperaturas acelerarían la enfermedad. En un estudio, los peces fueron inyectados con una dosis letal de P.salmonis para evaluar la eficacia de una vacuna y no hubo muerte entre los peces mantenidos en agua de mar a temperatura ambiente de 7.5 a 8.5 ° C, en comparación con la mortalidad de hasta 47.6% en los peces mantenidos a 16 °C. Otro informe anecdótico describió un brote en Escocia que se resolvió por la disminución natural de las temperaturas. Adicionalmente, la base de datos de los brotes ocurridos entre Enero del 2009 y diciembre del 2012 en Chile, muestran un clara correlación de la incidencia de SRS con los promedios de las temperaturas del agua. Algunas investigaciones sugieren que las fluctuaciones en la temperatura del agua pueden predisponer a los peces a enfermedades. Algunas investigaciones sugieren que las fluctuaciones en la temperatura del agua pueden predisponer a los peces a las enfermedades.

Tiempo en agua de mar.

P.salmonis puede sobrevivir por largos periodos en agua de mar, pero es rápidamente inactivada por agua dulce, por lo tanto, la mayoría de los brotes ocurren en el mar o las aguas estuarinas. A pesar de esto, la enfermedad ha sido reportada ocasionalmente en la trucha arco iris mantenida solo en agua dulce. Dada su afinidad por el agua de mar, no es sorprendente que la probabilidad de ocurrencia de un brote este positivamente correlacionada con la cantidad de tiempo que permanezcan los peces en agua de mar. Un análisis de los datos de la industria acuícola Chilena colectados entre el año 2009 y el 2012, reportan que las odds ratio para SRS en salmón del atlántico son 2,38 veces mayores para peces con 4 meses en agua de mar vs peces con tan sólo dos meses en agua de mar. Las odds ratio reportadas para SRS en salmón Coho y trucha arcoíris son significativamente mayores en peces después de los 4 y 5 meses de permanencia en el agua mar respectivamente. El tiempo de permanencia en el agua de mar está al mismo tiempo correlacionado con otras variables como peso promedio, disminución de la inmunidad derivada de la vacuna, presión de infección de las granjas vecinas, prevalencia de otras infecciones/infestaciones y posiblemente factores estresantes asociados con la densidad y la competencia.

Presión de infección de centros vecinos infectados.

Una fuerte y consistente correlación ha sido demostrada entre el número de centros infectados con SRS y el riesgo de desarrollar la enfermedad cuando las granjas se encuentran dentro de un rango de 7,5 Km para salmón del atlántico y de 10 km para trucha arcoíris y salmón Coho. El riesgo asociado a la proximidad de centros vecinos es probablemente parte de la razón por la cual SRS sigue plagando la industria en Chile, a pesar de las medidas de bioseguridad obligatorias que se han adoptado desde el 2009 (incluida la restricción de movimientos y los descansos obligatorios). Dado que las distancias oceánicas de transmisión están influenciadas por las corrientes oceánicas, la modernización hidrográfica puede ser útil para comprender mejor los riesgos planteados por los centros vecinos. Además de la transmisión a través del agua, puede haber otros modos de transmisión desde vecinos infectados, por ejemplo a través del movimiento de barcos, maquinaria o personas.

Tamaño del centro de cultivo

Algunos autores han encontrado asociación positiva y significativa entre el tamaño del centro y la posibilidad de brotes de SRS en el salmón del Atlántico, pero esta asociación no fue estadísticamente significativa para la trucha arco iris y el salmón coho. Además, los autores notaron que la asociación era difícil de interpretar ya que podía confundirse con el efecto del año dado que el número de peces en una granja aumentaba en los tres meses iniciales del ciclo de crecimiento. El modelo no separó estos efectos.

Densidad de cultivo

Un estudio realizado en truchas arcoíris inoculadas con P.salmonis evaluó las diferencias en la mortalidad a diferentes temperaturas y densidades de cultivo. El grupo mantenido a 20 kg/m3 y 14°C presentó significativamente mayor mortalidad que el mantenido a 5 kg/m3 y 14°C. Lo anterior no es sorprendente dada las complejas interacciones existentes entre el estrés, la densidad de cultivo y las enfermedades.

Enfermedades concomitantes y nutrición

Investigadores han reportado que la infección concomitante con Caligus rogercresseyi incrementa significativamente la mortalidad de peces infectados con P. salmonis. También encontraron que la resistencia a la confección con dos patógenos es una característica heredable en salmón del atlántico, pero existen diferentes genes regulando este proceso. Recientemente, investigaciones en el ámbito de la nutrición señalan que el ácido araquidónico y la vitamina E tienen efecto sobre marcadores de inmunidad y reducen significativamente la mortalidad acumulada en peces expuestos a SRS.

Control de la enfermedad

El eficiente control de la SRS en Chile ha sido un tema difícil de abordar, particularmente debido a que los antibióticos tienen un efecto limitado y las vacunas comerciales disponibles son parcialmente efectivas. Si bien se ha propuesto como una alternativa a los tratamientos médicos el control profiláctico de las infecciones a través de buenas prácticas de manejo, como los períodos de descanso, la enfermedad persiste a pesar de la introducción de medidas de bioseguridad en toda la industria en Chile desde 2009. Evidencia relacionada con las medidas de control se resumen a continuación.

Vacunación

En el año 2016 habían 33 vacunas contra SRS comercialmente disponibles en Chile. La mayoría de estas vacunas correspondían a bacterinas con P.salmonis muertas para aplicación en forma inyectable (IP). También se encuentran disponibles dos vacunas orales y una vacuna por inmersión

Generalmente, la administración intraperitoneal ofrece altos niveles de protección, pero al mismo tiempo se asocia con estrés debido a la manipulación y efectos adversos en el sitio de vacunación. En algunas ocasiones, peces pequeños son vacunados en forma oral o por inmersión y posteriormente se aplica un booster con una vacuna inyectable. La potencia y seguridad de las vacunas suele ser evaluada utilizando técnicas in-vivo, pero pocos estudios han ensayado la eficacia contra diferentes cepas (usualmente se utiliza la misma cepa) y diferentes vías de exposición al patógeno. Por lo tanto, existe un alto nivel de preocupación con respecto a la eficacia de las vacunas de bacterina en condiciones de campo y el consenso general es que la efectividad a más largo plazo de las vacunas es variable. Además, otras investigaciones sugieren que al menos en trucha arcoíris las vacunas comerciales retrasan el tiempo de aparición del primer brote pero no reducen significativamente la mortalidad por esta enfermedad. Sin embargo, esta investigación también sugiere que la aplicación de booster de vacunas tienen el potencial de asociarse a menores mortalidades en salmón del atlántico en relación a esta enfermedad.

En Chile, la mayoría de los productores administran vacunas inyectables en los pre-smelt previo a la transferencia al mar. En general, pareciera que la vacunación puede proveer de protección contra los brotes iniciales de SRS que tienden a ocurrir cuando el pez es transferido a agua de mar, pero los peces comienzan a ser susceptible a nuevas y más agresivas cepas de P.salmonis resultando en brotes a los 10-12 meses post transferencia, provocando enormes pérdidas económicas. Esto ha conducido a la recomendación de volver a vacunar en forma oral a peces con 10-12 meses dado que es la forma más práctica de entregar este booster. En desafíos recientes, diferentes vacunas fueron administradas y se evaluaron los niveles de IgM y mortalidades obtenidas. Los resultados sugieren que los altos niveles de anticuerpos específicos IgM desarrollados en ambas estrategias de vacunación, oral e inyectable, se mantiene hasta los 600–800 días-grado posterior a la inoculación y que estos niveles de anticuerpos protegen a los peces. Sin embargo, cuando los anticuerpos específicos frente a SRS disminuyen bajo los 2000 ng/mL, se abre una ventana de susceptibilidad a la infección confirmando que una primera ronda de vacunación sólo evita el primer brote de la enfermedad. Los autores concluyen que la inmunización oral puede ser esencial para mantener altos niveles de anticuerpos y así mantener la protección durante todo el ciclo productivo. Un estudio de booster con vacuna oral de peces salmónidos en Chile, que se aplicó a 222 jaulas en 12 centros de cultivo, reportó que la mortalidad seguida de 2 boosters orales fue significativamente menor que la de los peces a los que no se administraron los booster orales (OR = 1.32, 95% CI 1.05–1.67). Al mismo tiempo el estudio señala que la administración de al menos un booster oral retrasa el tiempo de aparición del primer brote de SRS en 41-92 días comparado con los grupos a los que no se aplicó el booster.

A pesar de los progresos, es necesaria una mejor comprensión de la biología del patógeno, la respuesta de la inmunidad innata y adaptación a la vacunación/infección, y la aplicación de nuevas tecnologías para mejorar la eficacia y la efectividad de las vacunaciones.

Uso de antimicrobianos y resistencia bacteriana

En el año 2014, fueron administrados 563.200 kilos de antibióticos (principalmente Florfenicol y Oxitetraciclina) para el control de SRS. Sin embargo, los productores han reportado un éxito parcial de los tratamientos antibióticos y en general el uso de antimicrobianos para el control de SRS posee limitaciones en relación al efecto.

A pesar de que P.salmonis es sensible a los antibióticos comúnmente utilizados en peces in vitro, en condiciones de campo la respuesta al tratamiento de los salmones infectados es pobre, posiblemente porque las concentraciones son insuficientes para llegar a nivel intracelular donde se ubica el agente patógeno. Claritromicina, cloranfenicol, eritromicina, gentamicina, oxitetraciclina, sarafloxacino, ácido oxolinico, florfenicol y flumequina, han mostrado inhibición del crecimiento bacteriano in vitro, pero oxitetraciclina y florfenicol son los antibióticos rutinariamente utilizados por la industria.

Ha sido reportada la resistencia a penicilina, estreptomicina, ácido oxolínico y oxitetraciclina. Sin embargo, un estudio realizado en 2016 analizó la susceptibilidad de 292 aislados y encontró que sólo un 1,7% y 3,1% de los aislados fueron resistentes a oxitetraciclina y florfenicol respectivamente. Este resultado sugiere que la resistencia sólo podría explicar parcialmente las fallas en los tratamientos.

Es difícil identificar otras causas de falla en los tratamientos de antibióticos debido a que no se han reportado desafíos clínicos de campo para esta enfermedad. Sin embargo, una publicación reciente del año 2016, establece una correlación entre factores adicionales y las fallas en los tratamientos antibióticos. Estos resultados sugieren que los niveles de mortalidad antes del tratamiento, el peso promedio al inicio de este, además del tipo de antibiótico utilizado, tienen un efecto significativo sobre el resultado de estos. Centros de cultivo con bajas mortalidades al inicio de los tratamientos antibióticos, presentaron una mayor efectividad. En peces tratados con Florfenicol, los tratamientos fallaron más que con otros antibióticos, esto se asoció a menores pesos promedio de los peces. Los investigadores propusieron explicaciones para estos resultados incluyendo altas cargas de patógeno en las jaulas afectadas por la enfermedad, fallas en la alimentación de los peces (por lo tanto en la ingesta del fármaco) una vez ya infectados, la dificultad de penetrar la barrera hemato-encefálica en los estados tardíos de la enfermedad y problemas al acceso a un adecuado consumo de alimento en el caso de los peces de menor tamaño en centros de cultivo donde existen diferencias de tamaño, dada una conducta jerárquica de consumo. Sugieren a su vez que las diferencias en la vida media de eliminación entre Florfenicol (12 horas a 11°C) y Oxitetraciclina (50 horas a 8°C) pueden explicar al menos parcialmente la diferencia presentada en tratamientos fallidos utilizando Florfenicol u Oxitetraciclina respectivamente.

Al mismo tiempo, la falta de eficacia de los tratamientos antibióticos puede relacionarse con la integridad de la flora bacteriana normal en los peces, ya que el tratamiento antibiótico afecta la microbiota, que contribuye a mantener la salud del pez. Sin embargo, el impacto de la enfermedad probablemente no está solo relacionado con las mortalidades, si no también con el impacto medio ambiental dada la gran cantidad de antibióticos utilizados y el efecto que esto puede tener sobre la selección de tipos resistentes. Finalmente, los mercados internacionales, están actualmente incrementando su preocupación sobre el potencial riesgo sanitario asociado al uso indiscriminado de antimicrobianos.

Medidas de Bioseguridad

Se asume que las granjas de peces se infectan con P.salmonis después de entrar en contacto con agua infectada. La infección parece depender de la presencia de una gran población de peces en cultivo y, en el caso que los peces enfermos sean removidos, la bacteria aún persiste en el agua disminuyendo su concentración en el tiempo. En un centro de cultivo, la carga bacteriana del agua tiende a 0 cercano a los 50 días luego de que los peces son completamente removidos. Sin embargo, buenas prácticas de manejo, como los descansos sanitarios y la limitación de los movimientos de peces y equipos entre centros de cultivo, deberían aportar en el control de SRS. Esta Lógica motivó en el año 2009 la introducción de medidas de bioseguridad obligatorias, tales como los descansos sanitarios por centro de cultivo y por área de manejo, restricciones de movimiento de los peces entre centros de cultivo y desinfección de equipos. Pese a estos cambios, el SRS sigue ocurriendo, haciendo necesario definir cuán lejos la enfermedad es capaz de dispersarse y la posibilidad de la presencia endémica del patógeno en algunas áreas de cultivo.

Algunas investigaciones han abordado el tema del efecto de las distancias entre centros de cultivo y han descrito que la probabilidad de que una granja sea positiva a SRS, se encuentra positivamente relacionada con el número de centros infectados en el área de cultivo. En estos estudios se determinó que en distancias de 7,5 a 10 km, la reducción del número de centros enfermos en 1, puede ayudar a proteger a las granjas vecinas.

Selección de variedades resistentes de peces

Los programas de selección en acuicultura representan una forma realista y sustentable de controlar enfermedades. Tradicionalmente los programas de selección en acuicultura consideran pruebas entre hermanos donde se genera información de los fenotipos por infección experimental de grupos familiares de hermanos completos. Pero la confiabilidad de este método es limitada en los esquemas de selección estándar porque los candidatos de reproducción se eligen según los valores de reproducción estimados para los padres, resultando en sólo un 50% de variación genética. Los estudios sugieren que existe una moderada a media heredabilidad para la resistencia a P.salmonis en Salmón del Atlántico, indicando una potencial selección genética. Adicionalmente, nuevos métodos de selección, como la selección genómica, muestran promisorios resultados para acelerar el progreso en el desarrollo de variedades de peces resistentes a SRS en Chile.

Conclusiones

El conocimiento respecto a P.salmonis ha aumentado progresivamente en los años recientes. Sin embargo, controles adecuados y tratamientos efectivos para SRS continúan siendo difíciles de abordar, principalmente debido a la ausencia de vacunas comerciales efectivas y el limitado impacto de los antibióticos. Mientras las medidas de bioseguridad han sido implementadas, la evidencia de su efectividad aún debe ser documentada. Se han sido identificados como factores de riesgo la temperatura, tiempo de permanencia en el agua de mar, densidades de cultivo, tamaño de los centros de cultivo y proximidad con centros vecinos infectados. Sin embargo, probablemente existen otros factores de riesgo. Futuros trabajos deben enfocarse en identificar factores de riesgo que puedan ser mitigados a través de intervenciones.

Respuestas parciales relativas a preguntas SRS

RESPUESTAS PARCIALES DESDE LA LITERATURA A LAS PREGUNTAS RELATIVAS A SRS DE LAS 61 PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN LEVANTADAS POR EL PROGRAMA (VER CONTEXTO PGSA)

¿Qué factores (de riesgo o protectivo) pueden modular el tiempo a la infección, presentación clínica y magnitud de un brote de SRS? ¿Si existen, como actúan o interaccionan?

Estudios retrospectivos determinaron que la temperatura del agua, el tiempo post-siembra y una distancia de hasta 10 km desde un centro de cultivo que esté cursando un brote de SRS son posibles factores de riesgo para la aparición de un brote de esta enfermedad. De forma similar, se evaluó la eficacia del tratamiento antibiótico frente a brotes de SRS, evidenciando que un alto nivel de mortalidad pre-tratamiento se relaciona a menor probabilidad de éxito del tratamiento con florfenicol u oxitetraciclina. De igual manera, al aumentar el peso de los individuos tratados con florfenicol, las tasas de mortalidad pre-tratamiento y el fracaso al tratamiento aumentan.

¿Cuál es el rol de la densidad de vectores y de reservorios no-salmónidos en la dinámica de P. salmonis?

Muestreos de peces nativos en zonas asociadas a la acuicultura mostraron variadas especies positivas a P. salmonis, principalmente Róbalo (Eleginops maclovinus) y Pejerrey (Odontesthes regia), los cuales presentaban una marcada relación filogenética con aislados de P. salmonis asociados a brotes en centros de cultivo. La exposición de róbalos a extractos de P. salmonis mostraron la baja susceptibilidad de esta especie a desarrollar SRS.

¿Cómo se diferencian las cepas de P. salmonis en términos de patogenicidad y virulencia, y cómo el hospedero responde a estas diferencias?

Aislados de P. salmonis de distintos orígenes fueron usados para evaluar el efecto de las vesículas de membrana externas en la virulencia. Se evidenció una diferencia entre la expresión de proteínas entre las distintas cepas de P. salmonis que posiblemente tiene relación con la distinta virulencia que presenta cada aislado. Por otro lado, un estudio que evaluó la patogenicidad de la cepa SLGO-95 en trucha arcoíris demostró que esta especie es altamente susceptible a dicha cepa y permitió evaluar la progresión de la infección desde la unión de la bacteria al epitelio y branquias, hasta la invasión de tejidos más profundos a través de los vasos sanguíneos para finalmente distribuirse por todo el organismo.

¿Cuáles son los procesos relacionados a la emergencia de la resistencia a drogas y el tiempo a la formación de esta resistencia en P. salmonis?

Los determinantes que generan la resistencia a antimicrobianos en P. salmonis no están completamente dilucidados, sin embargo, se ha demostrado que ciertas cepas de P. salmonis presentan una mutación en el gen gyrA que se asocia con una alteración de la funcionalidad de quinolonas frente a estos aislados, además de presentar variados genes que expresan proteínas que intensifican la resistencia a florfenicol y tetraciclinas mediante la exportación de dichos compuestos. Se pudo comprobar que el uso de florfenicol genera la sobreexpresión de genes acrAB relacionados a sistemas de eflujo en bacterias gram-negativas.

¿Cuáles son las condiciones que condicionan que P. salmonis establezca una infección o que sea removida por el sistema inmune?

Variados factores se han asociado a la adaptación o persistencia de P. salmonis en las células del hospedero, principalmente la sobreexpresión de factores de virulencia. Estudios recientes han vinculado el aumento de la expresión de genes clpB y bipA como también de “Toll-like receptors” (TLR’s) e interleuquina 1β (IL-1β) durante la infección por P. salmonis en modelos in vitro de salmón del Atlántico. De la misma manera, se ha evidenciado un incremento en la expresión de TLR’s, IL-1β, IL-10, GBP1 y proteínas asociadas al sistema de secreción Icm/Dot durante la infección de P. salmonis en modelos experimentales derivados de trucha arcoíris. Comparando la susceptibilidad a P. salmonis en individuos de salmón del Atlántico resistentes y susceptibles a SRS, se demostró que en aquellos susceptibles, predomina una respuesta inmune proinflamatoria mientras que en animales resistentes actúa en mayor medida el sistema fagocítico-mononuclear. Interesantemente, la expresión de hepcidina es mayor tras la infección con aislados de P. salmonis inactivados frente a aislados infectivos. Otro estudio relacionó la diferencia de susceptibilidad entre dos poblaciones de salmón del Atlántico según la diferente expresión de genes relacionados a la homeostasis del hierro a nivel celular, evidenciando que cepas resistentes disminuyen la cantidad de hierro intracelular como mecanismo de defensa frente a la infección por P. salmonis. De forma similar, se demostró la expresión de genes relacionados a la absorción, utilización, almacenamiento y regulación de hierro en P. salmonis junto a variados genes vinculados a la supervivencia de la bacteria dentro del hospedero. Utilizando métodos de secuenciación, se pudieron determinar diferencias en la presentación de genes relacionados a factores de virulencia entre cepas de distintos grados de patogenicidad, sin embargo, aún no es posible determinar de forma integral qué explica la diferencia de virulencia entre cepas de P. salmonis. La identificación de moléculas presentes en vesículas de membrana externas generadas por P. salmonis permitió determinar que estas contienen factores de virulencia que ayudan en la patogenicidad de la bacteria, aunque el mecanismo no está completamente dilucidado. Respecto a la entrada e invasión intracelular de P. salmonis, se pudo determinar que la clatrina es la proteína necesaria para la internalización y la actina es fundamental durante la invasión bacteriana en el citosol, además de ser necesaria para la evasión inmune.

¿Cuál es la correlación entre la dinámica, daño e inflamación bacteriana y la respuesta del hospedero? ¿Cuál es la correlación entre la carga bacteriana (abundancia de P. salmonis) y la magnitud de la respuesta inmune antibacteriana?

Evaluación de la carga de P. salmonis en distintos tejidos usando individuos resistentes y susceptibles a la infección, reveló que en individuos susceptibles la carga bacteriana es significativamente mayor y que, independientemente del grado de resistencia a P. salmonis, el músculo es un tejido que presenta una alta carga bacteriana en desmedro del riñón.

¿Cuál es el mecanismo involucrado en la respuesta inmune frente a múltiples patógenos? ¿Cuál es el rol del stress y el umbral de inmunidad?

Un estudio sobre el efecto de la co-infección con P. salmonis y C. rogercresseyi demostró que existen diferencias significativas en la mortalidad entre la infección con P. salmonis y la infección doble con P. salmonis y C. rogercresseyi, lo que muestra la importancia de la Caligidosis en la dinámica de SRS. Además se pudo evidenciar que los mecanismos de resistencia a la infección con P. salmonis y la co-infección con ambos patógenos son genéticamente distintos. Otro estudio indicó que el aumento de hembras ovígeras puede ser causado indirectamente por el estrés generado por patologías causadas por P. salmonis o Neoparamoeba perurans.

¿Cuál es el antibiótico más efectivo disponible actualmente? ¿Cómo es su sensibilidad?

El uso extendido de antimicrobianos en acuicultura ha generado la aparición de diversas cepas resistentes a distintos tipos de antibióticos. Un estudio evaluó la susceptibilidad de distintos aislados de P. salmonis al tratamiento con quinolonas, siendo el enrofloxacino el que mostró mejores resultados tanto en aislados susceptibles y resistentes, en desmedro de flumequina y ácido oxolínico. Comparación de cepas de distintos años de origen demostró que cepas más actuales presentan niveles más altos de resistencia a florfenicol, el antibiótico de uso más extendido en la industria nacional, y que en la mayoría de los casos la resistencia a florfenicol es mayor que la resistencia a oxitetraciclina. Sin embargo, otro estudio que involucró 20 cepas de P. salmonis evidenció que la oxitetraciclina y florfenicol son los antibióticos más efectivos, siendo el florfenicol más efectivo que la oxitetraciclina.

¿Cómo desarrollar y usar tratamientos alternativos (Prebióticos, aditivos, inmunoestimulantes, etc.)? ¿Cómo asegurar el funcionamiento óptimo?

Se han evaluado distintos compuestos como posibles potenciadores del sistema inmune. La prolactina ha sido evaluada en su función inmuno-estimuladora, demostrando que permite la sobreexpresión de TLR’s y moléculas asociadas a la respuesta inmune. Respecto a los compuestos derivados desde plantas o algas, ensayos in vitro evidenciaron que moléculas derivadas de Heliotropium spp. ejercen un efecto antimicrobiano frente a P. salmonis in vitro. Mediante otra aproximación probaron frente a una cepa patogénica de P. salmonis, un fitofármaco basado en fucoidanos y diterpenos como aditivo alimentario, que demostró elevar la expresión de citoquinas inflamatorias y disminuir el efecto citotóxico in vitro, además de disminuir la mortalidad en ensayos in vivo. De forma similar, el uso de anticuerpos obtenidos de yema inmunizados contra P. salmonis mejoró sustancialmente la protección frente a P. salmonis en estudios in vitro e in vivo demostrando su potencial como posible agente terapéutico. Sin embargo, al utilizar ácido araquidónico y vitamina E no se lograron evidenciar cambios importantes en mejor actividad del sistema inmune.

¿Cuáles son las áreas del genoma (marcadores genéticos) que codifican los mecanismos de resistencia contra C. rogercresseyi y P. salmonis?

Recientemente, varios estudios relacionados al genoma de salmón del Atlántico han vinculado ciertos marcadores genéticos con la resistencia a P. salmonis, principalmente asociados a genes involucrados en la respuesta inmune.

¿Cómo la selección genética para la resistencia a enfermedades puede interferir con características productivas y sanitarias deseables?

Al evaluar la correlación entre los atributos que determinan la resistencia a P. salmonis y el peso a la cosecha en salmón Coho, se determinó que la selección de rasgos que fomentan la resistencia a dicho patógeno se relaciona negativamente con los rasgos que promueven un mayor peso de cosecha. De forma similar se pudo evidenciar que en salmón del Atlántico la selección de rasgos que favorecen mayor peso del individuo se relaciona de manera levemente negativa con los rasgos que confieren resistencia contra P. salmonis y de forma positiva con rasgos que determinan la resistencia a C. rogercresseyi.

¿Cuáles son las áreas del genoma (marcadores genéticos) que codifican para los mecanismos resistencia a fármacos en los patógenos?

Se ha evidenciado que la expresión de genes asociados a acuaporinas es distinto durante la infección en salmón del Atlántico y salmón Coho. Se evaluaron los genes asociados a la resistencia frente a C. rogercresseyi y se pudo evidenciar que un gen asociado al colágeno alfa-1, que está relacionado con la señalización de citoquinas, se expresa en familias resistentes. La sobreexpresión de genes asociados a la homeostasis del hierro se evidenció en salmón del Atlántico infectados con C. rogercresseyi, sin embargo no existe evidencia clara respecto a si el parásito depende de la utilización de grupos Hemo durante su ciclo de vida. Se estimó que hasta 6 parásitos es el máximo tolerado por el salmón del Atlántico antes de generar un desequilibrio fisiológico.

¿Cómo mejorar absorción, procesamiento y presentación de antígenos al sistema inmune del pez a nivel de mucosas como estrategia de booster de vacunación?

Recientemente se desarrolló una vacuna oral contra P. salmonis que permite generar niveles adecuados de IgM en los individuos por una duración aproximada entre 2800 y 3200 U.T.A., permitiendo mantener niveles de anticuerpos óptimos durante el ciclo de engorda posterior al decaimiento de los niveles de IgM generados por la vacuna intraperitoneal. Como se puede apreciar, la información científica publicada entre los años 2014-2016 se basa fundamentalmente en estudios de tipo experimental. No obstante, aún existe un número alto de preguntas que requieren ser contestadas mediante investigaciones aplicadas a partir de estudios experimentales, de preferencia a través de estudios observacionales que evalúen los aspectos más relevantes.

Líneas de Investigación propuestas

Lineas de investigación propuestas para abordar las Preguntas Base de Investigación del PGSA

Detección temprana de la infección por P. salmonis

Objetivo general

  1. Establecer un sistema de detección temprana de P. salmonis a partir de la evaluación conjunta de las pruebas diagnósticas y los patrones de mortalidad en condiciones de campo.

Objetivos específicos

  1. Evaluar las propiedades de las pruebas de diagnóstico para P. salmonis (sensibilidad, especificidad, valor predictivo, etc.) en laboratorios y a campo.
  2. Determinar la repetitividad de resultados bajos diferentes esquemas de muestreos y tomas de muestras.
  3. Evaluar la correspondencia entre diagnóstico de laboratorio y los patrones de mortalidad en condiciones de campo.
  4. Proponer recomendaciones que apunten a un programa de control de P. salmonis considerando los resultados de esta línea.

Estudios epidemiológicos para la infección por P. salmonis en salmones de cultivo

Objetivo general

  1. Identificar factores de riesgo y de protección para la infección por P. salmonis en salmones de cultivo.

Objetivos específicos

  1. Determinar los patrones de mortalidad de SRS y su relación con otras mortalidades durante la etapa de engorda en salmones de cultivo.
  2. Identificar factores de riesgo y de protección que modulen la presentación de SRS a nivel de jaula, centro de cultivo y ACS.
  3. Establecer un sistema de Score de Riesgo a nivel de jaula y centro de cultivo basado en los factores identificados.
  4. Proponer recomendaciones que apunten a un programa de control de P. salmonis considerando los resultados de esta línea.

Transmisión de P. salmonis entre jaulas, centros de cultivo y ACS

Objetivo general

  1. Identificar los mecanismos de transmisión de P. salmonis intra y entre centros de cultivos, incluyendo ACS.

Objetivos específicos

  1. Identificar y cuantificar los mecanismos de transmisión directa e indirecta de P. salmonis intra y entre centros de cultivo.
  2. Establecer la relación entre las tasas de transmisión intra y entre centros de cultivo para P. salmonis.
  3. Diseñar un prototipo de modelo de dispersión intra y entre centros de cultivo para P. salmonis.
  4. Proponer recomendaciones que apunten a un programa de control de P. salmonis considerando los resultados de esta línea.

Modelación epidemiológica de P. salmonis

Objetivo general

  1. Implementar un modelo epidemiológico para cuantificar SRS, su impacto y la evaluación de estrategias de control.

Objetivos específicos

  1. Diseñar, programar e implementar un modelo epidemiológico para SRS.
  2. Incorporar factores de riesgo/protección a nivel de centro de cultivo y ACS.
  3. Incorporar la dimensión espacial y determinar su rol en la dispersión de SRS entre centros de cultivo y ACS.
  4. Evaluar estrategias de control que minimicen el impacto de SRS a nivel de centro y ACS.
  5. Proponer recomendaciones que apunten a un programa de control de P. salmonis considerando los resultados de esta línea.

Caracterización espacial de SRS

Objetivo general

  1. Caracterizar espacialmente zonas de riesgo para SRS basado en influencias oceanográficas.

Objetivos específicos

  1. Identificar la influencia de variables climáticas, oceanográficas, batimetría y otras que modifiquen la presentación de SRS.
  2. Caracterizar áreas espaciales de alto o bajo potencial para SRS (definición de áreas de alto y bajo riesgo sanitario).
  3. Definir un esquema de zonificación espacial para el manejo sanitario de SRS.
  4. Proponer recomendaciones que apunten a un programa de control de P. salmonis considerando los resultados de esta línea.

Rol del ecosistema en la dispersión de P. salmonis

Objetivo general

  1. Establecer las influencias del ecosistema en la abundancia de P. salmonis y el impacto de P. salmonis al ecosistema.

Objetivos específicos

  1. Cuantificar el rol de la ictiofauna circundante en la abundancia y capacidad reservoria de P. salmonis.
  2. Identificar la interacción biológica a nivel fitoplanctónico (predación, competición) y su influencia en la abundancia de P. salmonis.
  3. Cuantificar las consecuencia de la superabundancia de nutrientes en la dinámica poblacional de la bacteria.
  4. Proponer recomendaciones que apunten a un programa de control de P. salmonis considerando los resultados de esta línea.

Establecer un marco normativo basado en ciencia para la prevención y control de SRS.

Objetivo general

  1. Proponer un cuerpo normativo y de procedimientos derivado del aporte de la ciencia con probado impacto en salud pública, animal y medio ambiental.

Objetivos específicos

  1. Integrar y coordinar resultados de los WP en una normativa consolidada basada en ciencia.
  2. Integrar comentarios de consulta y respuesta pública a los comentarios técnicos.
  3. Definir un programa de control de SRS basado en ciencia.
  4. Proponer recomendaciones que apunten a un programa de control de P. salmonis considerando los resultados de esta línea.

Economía del control de SRS, estrategias de control y vigilancia

Objetivo general

  1. Definir estrategias de control y vigilancia de SRS basado en un marco de economía y salud animal.

Objetivos específicos

  1. Estimar costos asociados en la prevención, control y vigilancia de SRS a nivel de centro de cultivo y ACS.
  2. Definir indicadores de rendimiento sanitario-productivo e impacto de SRS en ellos.
  3. Identificar las mejores estrategias de control y vigilancia para SRS a partir del análisis económico.
  4. Proponer recomendaciones que apunten a un programa de control de P. salmonis considerando los resultados de esta línea.

Transmisión y virulencia de P. salmonis

Objetivo general

  1. Establecer mecanismos de transmisión y virulencia de P. salmonis.

Objetivos específicos

  1. Identificar mecanismos de transmisión vertical y horizontal de P. salmonis entre salmones de cultivo.
  2. Determinar el rol del agua dulce y salada en la viabilidad y virulencia de P. salmonis.
  3. Identificar cepas de P. salmonis y su relación con virulencia, patogenicidad y respuesta del hospedador.
  4. Proponer recomendaciones que apunten a un programa de control de P. salmonis considerando los resultados de esta línea.

Susceptibilidad de P. salmonis en el ambiente

Objetivo general

  1. Determinar las características de P. salmonis en condiciones ambientales relacionadas con su supervivencia, interacción con superficies inertes y estructura poblacional.

Objetivos específicos

  1. Evaluar la supervivencia de P. salmonis fuera del hospedador para diferentes cepas en condiciones de campo.
  2. Determinar la interacción entre la bacteria y materiales inertes asociados al cultivo de salmones.
  3. Definir la estructura espacial poblacional de P. salmonis a partir de marcadores genéticos.
  4. Proponer recomendaciones que apunten a un programa de control de P. salmonis considerando los resultados de esta línea.

Respuesta inmune del hospedador a P. salmonis

Objetivo general

  1. Establecer criterios de respuesta inmune, calidad de smolt y bienestar de salmones de cultivo y su asociación con P. salmonis.

Objetivos específicos

  1. Definir mecanismos inmunes relacionados con el establecimiento de la infección por P. salmonis en condiciones de campo.
  2. Evaluar el rol de la calidad de smolt y bienestar de salmones de cultivo en la infección por la bacteria y magnitud de SRS.
  3. Identificar patrones de sucesión temporal entre SRS y otras condiciones sanitarias.
  4. Proponer recomendaciones que apunten a un programa de control de P. salmonis considerando los resultados de esta línea.

Aproximaciones “Ómicas” para determinar resistencia de P. salmonis

Objetivo general

  1. Identificar estrategias sanitarias que minimicen la resistencia antiparasitaria.

Objetivos específicos

  1. Identificar los mecanismos de resistencia antimicrobiana de P. salmonis.
  2. Definir el intervalo de tiempo para la generación de resistencia y determinar la frecuencia de bacterias resistentes en centros de cultivo.
  3. Definir drogas, esquemas de tratamientos y estrategias que minimicen el riesgo de resistencia antimicrobiana de P. salmonis.
  4. Proponer recomendaciones que apunten a un programa de control de P. salmonis considerando los resultados de esta línea.

Estudios de eficacia y efectividad antimicrobiana contra P. salmonis

Objetivo general

  1. Cuantificar la eficacia (laboratorio) y efectividad (ensayo clínico) de productos antibacterianos disponibles utilizados contra P. salmonis.

Objetivos específicos

  1. Determinar las características farmacocinéticas y farmacodinámicas y la eficacia de los antimicrobianos utilizados contra P. salmonis.
  2. Determinar la efectividad de productos antimicrobianos en condiciones de campo contra la infección por P. salmonis en salmones de cultivo.
  3. Identificar factores que modulen la eficacia, efectividad y otras características que influyen en un éxito terapéutico.
  4. Proponer recomendaciones que apunten a un programa de control de P. salmonis considerando los resultados de esta línea.

Esquemas terapéuticos contra P. salmonis

Objetivo general

  1. Identificar los esquemas terapéuticos óptimos contra P. salmonis a distintos niveles.

Objetivos específicos

  1. Determinar en condiciones de campo la administración de antimicrobianos y su relación con signos clínicos, diagnóstico de laboratorio y mortalidades asociadas a un cuadro de SRS.
  2. Identificar variaciones ambientales y sanitario-productivas que alteren el esquema terapéutico y la dosis prescrita en condiciones de campo.
  3. Evaluar la rotación terapéutica, escala espacial y otras características del tratamiento que optimicen el uso de antibióticos contra P. salmonis.
  4. Proponer recomendaciones que apunten a un programa de control de P. salmonis considerando los resultados de esta línea.

Aproximaciones “Ómicas” para determinar resistencia contra P. salmonis

Objetivo general

  1. Definir marcadores genéticos que codifiquen mecanismos de resistencia contra P. salmonis en salmones de cultivo.

Objetivos específicos

  1. Identificar, a partir de tecnologías “Ómicas”, técnicas, protocolos y métodos que favorezcan la resistencia del hospedador contra P. salmonis.
  2. Comparar respuesta de mecanismos de resistencia en condiciones experimentales versus de campo.
  3. Evaluar la potencial interferencia de mecanismos de resistencia contra la bacteria y otras características sanitario-productivas.
  4. Proponer recomendaciones que apunten a un programa de control de P. salmonis considerando los resultados de esta línea.

INVESTIGACIONES