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Biofilm de Piscirickettsia modula virulencia y respuesta inmune en macrófagos

Formación de biofilm en P. salmonis cultivadas bajo diferentes concentraciones de NaCl y citrato férrico. Tinción con Cristal Violeta del biofilm producido por la cepa tipo LF-89 y aislados LF-89-like 1, EM-90-like 1 y EM-90-like 2 a los ocho días de cultivo (100X). Imagen: Santibañez y col., 2020.
Formación de biofilm en P. salmonis cultivadas bajo diferentes concentraciones de NaCl y citrato férrico. Tinción con Cristal Violeta del biofilm producido por la cepa tipo LF-89 y aislados LF-89-like 1, EM-90-like 1 y EM-90-like 2 a los ocho días de cultivo (100X). Imagen: Santibañez y col., 2020.

Chile: El Dr. Alex Romero explica que, en el caso de P. salmonis, es relevante su capacidad de producir biofilm, pues podría explicar la presencia de la bacteria en agua de mar por varias semanas.

Un estudio liderado por el Dr. Alex Romero, académico e investigador de la Universidad Austral de Chile (UACh), descubrió algunos de los factores que inducen la formación de biofilm de P. salmonis, entre ellos se describen la concentración de sal y la disponibilidad de hierro.

Además, la investigación identificó diferencias en las respuestas celulares in vitro a infecciones por P. salmonis en su condición planctónica (libre) y sésil (biofilm).

El Dr. Romero explica que en el caso de P. salmonis, resulta muy relevante su capacidad de producir biofilm, “pues podría explicar la presencia de la bacteria en agua de mar por varias semanas y eventualmente, la limitada efectividad de los antibióticos para el tratamiento de nuevos brotes”.

“En primer lugar, nos interesó investigar qué factores podrían gatillar el cambio del crecimiento de P. salmonis en condición planctónica a una condición sésil. Probamos diferentes concentraciones de NaCl y de hierro, concluyendo que el mayor inductor de la producción de biofilm fue las altas concentraciones de NaCl, cercanas a las encontradas en estuario y mar, lo cual fue identificado para todos los aislados de P. salmonis analizados”, comenta el experto en cuanto a los resultados del estudio.

Además, en la investigación también se evaluó la respuesta de células SHK-1 (macrófagos de salmón Atlántico), frente a la infección por P. salmonis en su condición planctónica y sésil utilizando la cepa tipo LF-89 y un aislado tipo EM-90.

“Nuestros resultados demostraron que existen diferencias marcadas de citotoxicidad entre ambas condiciones de cultivo, las que también dependieron de la bacteria utilizada. Algo similar se observó en la modulación de la expresión de genes inmunes en las células infectadas, lo que dependió de la bacteria utilizada y la condición en que fue cultivada”, señaló el académico de la UACh.

Dr. Alex Romero: Foto: UACh.
Dr. Alex Romero: Foto: UACh.

Sobre este último punto, las conclusiones del estudio señalan que los aislados planctónico EM-90 y sésil LF-89 generaron los niveles de virulencia más altos, asociados con la expresión diferencial de los genes IL-1β, IL-8, nf-κb e iκb-α en células SHK-1.

Consultado sobre qué procesos regulan estos genes y si existiría una corcordancia con la enfermedad clínica causada por la bacteria, el Dr. Romero responde que “en el caso de nf-κb e iκb-α, corresponden a genes relacionados a la regulación de la expresión génica de citoquinas, entre las que se cuentan IL-1beta e IL-8, y activación y proliferación celular. Estos resultados se relacionan con el aumento de la expresión de citoquinas pro-inflamatorias como IL-1β, EL-8 y también nf-κb e iκb-α, descrito en infecciones por P. salmonis EM-90 y LF-89”.  

La investigación fue realizada en el Laboratorio de Inmunología y Estrés de Organismos Acuáticos del Instituto de Patología Animal, Facultad de Ciencias Veterinarias.

Revise el abstract del estudio titulado “Biofilm Produced In Vitro by Piscirickettsia salmonis Generates Differential Cytotoxicity Levels and Expression Patterns of Immune Genes in the Atlantic Salmon Cell Line SHK-1”, aquí.

Formación de biofilm en P. salmonis cultivadas bajo diferentes concentraciones de NaCl y citrato férrico. Cuantificación de biofilm de P. salmonis LF-89 (B) y aislados LF-89-like 1 (C) cultivados durante 0, 2, 4 y 8 días. Los valores se presentan como la media ± SEM (n = 5). Letras distintas indican diferencias significativas (p <0,05). Imagen: Santibañez y col., 2020.
Formación de biofilm en P. salmonis cultivadas bajo diferentes concentraciones de NaCl y citrato férrico. Cuantificación de biofilm de P. salmonis LF-89 (B) y aislados LF-89-like 1 (C) cultivados durante 0, 2, 4 y 8 días. Los valores se presentan como la media ± SEM (n = 5). Letras distintas indican diferencias significativas (p <0,05). Imagen: Santibañez y col., 2020.
Formación de biofilm en P. salmonis cultivadas bajo diferentes concentraciones de NaCl y citrato férrico. Cuantificación de biofilm de P. salmonis EM-90-like 1 (D) y tipo EM-90-like 2 (E)  cultivados durante 0, 2, 4 y 8 días. Los valores se presentan como la media ± SEM (n = 5). Letras distintas indican diferencias significativas (p <0,05). Imagen: Santibañez y col., 2020.
Formación de biofilm en P. salmonis cultivadas bajo diferentes concentraciones de NaCl y citrato férrico. Cuantificación de biofilm de P. salmonis EM-90-like 1 (D) y tipo EM-90-like 2 (E) cultivados durante 0, 2, 4 y 8 días. Los valores se presentan como la media ± SEM (n = 5). Letras distintas indican diferencias significativas (p <0,05). Imagen: Santibañez y col., 2020.
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