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Estudio explica la diversidad genética y distribución mundial de Flavobacterium psychrophilum

Imagen referencial de trucha arcoíris. Foto: Archivo Salmonexpert.
Imagen referencial de trucha arcoíris. Foto: Archivo Salmonexpert.

Francia: Estudio genético realizado por científicos de nueve países concluye que la bacteria tuvo su origen en América del norte y a través del movimiento de peces se diseminó a los demás países del mundo.

La genética de F. psychrophilum

Históricamente, los primeros casos de infecciones con F. psychrophilum se reportaron en América del Norte, sin embargo años después se identificó la bacteria en Francia, Alemania, Dinamarca y Japón, Chile y en casi todas las regiones del mundo donde se cultivan salmones.

El control de esta bacteria, causante de la Enfermedad Bacteriana del Agua Fría (Bacterial Cold-Water Disease; BCWD) y del Síndrome del Alevín de Trucha Arcoíris (Rainbow Trout Fry Syndrome; RTFS), es complejo debido a múltiples métodos de propagación y sus diversos mecanismos de virulencia.

Además, se suma la existencia de diversidad antigénica y genética. En este sentido, la diversidad genética entre los aislados de F. psychrophilum comenzó a estudiarse a principios de la década de 1990. Sin embargo, el reciente desarrollo de un esquema de Tipificación de Secuencias de Multilocus (MLST) y su aplicación a mas de 1000 aislados de esta bacteria obtenidos de peces cultivados en más de 10 países (incluido Chile), ha proporcionado información sobre la diversidad molecular de esta especie y permitió la resolución entre varias hipótesis sobre su epidemiología.

Tinción Gram en bazo de salmón Atlántico (100X). Abundante cantidad de Flavobacterias (Imagen: Laboratorio Antares S.A. – Alab).
Tinción Gram en bazo de salmón Atlántico (100X). Abundante cantidad de Flavobacterias (Imagen: Laboratorio Antares S.A. – Alab).

Se sospecha que el comercio de pescado permitió la diseminación transcontinental de la bacteria, en particular de los aislados bacterianos que pertenecen al Complejo Clonal (CC)-ST10, los cuales se obtuvieron casi exclusivamente a partir de infecciones ocurridas en el cultivo de truchas arcoíris.

Desde la publicación del primer genoma completo de F. psychrophilum en el año 2007, solo un número limitado de aislados adicionales han sido publicados dejando en evidencia la falta un análisis genómico comparativo global de la especie. Esta información permitiría encontrar genes de virulencia comunes entre los distintos aislados y que puedan ser blanco de nuevas medidas de control y prevención, distintas al uso de antibiótico y vacunas, respecttivamente.

Ancestro común

Debido a esto, en un trabajo de cooperación internacional, científicos de Francia, Dinamarca, Noruega, Finlandia, Suiza, Italia, Estados Unidos, Japón y Chile realizaron un estudio para evaluar la diversidad genómica de 41 secuencias de distintos aislados de la bacteria, considerando 30 genomas nuevos y otros 11 disponibles en distintas bases de datos.

Los resultados de este estudio revelaron que este patógeno alberga una diversidad genómica limitada tanto en términos de diversidad de nucleótidos como en términos de repertorio de genes, con un genoma central que representa aproximadamente el 80% de los genes en cada genoma, sin embargo, el pan-genoma aparece "abierto”.

Los investigadores también descubrieron que la recombinación es un componente clave del proceso evolutivo de la bacteria.

Dentro del grupo CC-ST10, las distancias evolutivas calculadas al comparar 22 aislados obtenidos hasta con 27 años de diferencia, sugieren un ancestro común más reciente en la segunda mitad del siglo XIX en América del Norte con posterior diversificación y transmisión de este complejo clonal el cual coincide con la expansión mundial del cultivo de trucha arcoíris.

En Chile la estructura de la población del patógeno es probablemente la consecuencia directa de las prácticas de cultivo de peces locales.

Dr. Rubén Avendaño
Dr. Rubén Avendaño-Herrera. Foto: Archivo Salmonexpert.
Dr. Rubén Avendaño-Herrera. Foto: Archivo Salmonexpert.

Capacidad de recombinación genética

El Dr. Rubén Avendaño, investigador chileno que partícipo en la publicación, denota que uno de los hallazgo mas interesantes para nuestra situación sanitaria es la capacidad de recombinación de genes que posee esta bacteria, “lo que en Chile es preocupante debido a que por el propio proceso productivo de mover los peces de un área geográfica a otra y en ocasiones a pisciculturas que cultivan truchas o salmón Atlántico deja totalmente abierta la puerta a que F. psychrophilum sea geneticamente cada vez mas diverso” exlica el experto.

De hecho, Avendaño en colaboración con el Dr. Duchaud, el 2014 ya analizaron (Avendaño-Herrera et al., 2014) la diversidad genética local de F. psychrophilum utilizando 94 cepas chilenas obtenidas entre el 2005 y 2011 con el fin de desentrañar el origen y propagación en el país y sugerir prácticas que podrían contribuir para su control.

En cuanto a ese estudio, el Dr. Avendaño destaca que los resultados obtenidos demuestran la existencia en todo el país de una distribución de 15 secuencias tipos (ST) estrechamente relacionados con los genotipos más frecuentes en pisciculturas de otras zonas geográficas (Europa y Norte América) y representando ST21 el 40% de los aislados estudiados.

“Con nuestros datos, hemos identificado la coexistencia de dos grupos de cepas que representaban las cinco ST más frecuentes en el conjunto de datos de Chile: CC-ST2 y sus parientes cercanos se encuentran en CC-ST21, y CC-ST90 representados solamente por ST68 en Chile. Entre estos tres complejos clonales, CC-ST2 y CC-ST90 también están representados en gran medida fuera de Chile, en particular en la trucha arcoíris, que ha sido la especie más representada en todo el mundo en la base de datos F. psychrophilum MLST”, detalló el profesor Avendaño.

También manifiesta que “es importante señalar que en el artículo recientemente publicado en Frontiers in Microbiology se incluyeron 7 genómas de aislados chilenos de F. psychrophilum, siendo 2 de ellos de nuestra colección y secuenciados especialmente para el estudio”, denota el Dr. Avendaño. Asimismo, el investigador destaca que “en Chile la estructura de la población del patógeno es probablemente la consecuencia directa de las prácticas de cultivo de peces locales, que dependían hasta hace años atrás de la importación masiva de huevos de peces y donde las pisciculturas mantienen ambas especies en un mismo centro o realizan maquila de peces. Todo ello, se suma a la práctica común de transportar los peces dentro del país”.

Finalmente, el académico recalca que este esquema de MLST puede ser aplicado a nuevos aislados de F. psychrophilum, vigilando la situación epidemiológica de la flavobacteriosis en Chile así como en el futuro revisar la permanencia del patógeno en la Lista 3 del Resa.

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