Patogenicidad y Tipificación de Flavobacterium psychrophilum en

Sistema de Revisiones en Investigación
Veterinaria de San Marcos
Patogenicidad y Tipificación
de Flavobacterium
psychrophilum en Trucha
Arcoiris
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA - 2011
Autor:
Kim Lam Chiok Casimiro
Universidad Nacional Mayor de San Marcos
Facultad de Medicina Veterinaria
TABLA DE CONTENIDO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
PRESENTACIÓN ...................................................................................................... 2
INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 2
AGENTE ETIOLÓGICO ........................................................................................... 2
MECANISMOS DE PATOGÉNESIS ....................................................................... 3
MÉTODOS DE DIAGNÓSTICO Y TIPIFICACIÓN BACTERIANA .................... 4
MEDIDAS DE PREVENCIÓN Y CONTROL ......................................................... 6
ESTUDIOS EN SUDAMÉRICA ............................................................................... 7
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ......................................................... 7
LITERATURA CITADA ........................................................................................... 8
Patogenicidad y Tipificación de Flavobacterium
psychrophilum en Trucha Arcoíris
Kim Lam Chiok Casimiro (wetzelmirage@yahoo.com)
1. PRESENTACIÓN
es de importancia creciente en nuestro
por
medio, al interferir inadvertidamente en el
finalidad ahondar en los estudios sobre
crecimiento de la actividad acuícola en las
patogenicidad
de
zonas altoandinas de nuestro país. Aún así,
Flavobacterium psychrophilum, una bacteria
se conoce poco acerca de las características
de alta prevalencia a nivel mundial que
de esta bacteria que ayuden a diseñar
causa alta mortalidad y morbilidad en
programas
salmónidos
Arcoíris
Tampoco existen estudios epidemiológicos
(Onchorhynchus mykiss). Cuenta con las
apoyados por técnicas de biología molecular
secciones
de
agente
que identifiquen plenamente al agente o lo
etiológico,
mecanismos
patogénesis,
tipifiquen genéticamente. Este conocimiento
y tipificación, medidas de
es clave en el estudio de los mecanismos
control y estudios hechos en Sudamérica que
moleculares que subyacen a las infecciones
ayudarán a discernir la naturaleza de esta
en el campo y de mayor importancia cuando
bacteria que se encuentra presente en nuestro
se trata del diseño de medidas de control
país.
racionales aplicables a nuestro medio.
2. INTRODUCCIÓN
3. AGENTE ETIOLÓGICO
La
diagnóstico
presente
revisión
y
como
tiene
tipificación
la
Trucha
descripción
de
de
La Enfermedad Bacteriana del Agua
Fría o el Síndrome del Alevín de la Trucha
Arcoíris es una
enfermedad
altamente
prevalente a nivel mundial, que causa
grandes pérdidas económicas aún a los más
desarrollados acuacultores. Por tal motivo,
de
prevención
y
control.
Flavobacterium psychrophilum es el
agente causal del Síndrome del Alevín de la
Trucha Arcoíris (RTFS) o Enfermedad
Bacteriana del Agua Fría por ocurrir
comúnmente en salmónidos que residen a
bajas
temperaturas
(CWBD).
Esta
enfermedad bacteriana afecta piscigranjas y
la enfermedad en condiciones de laboratorio
piscifactorías
mediante
de truchas (Oncorhynchus
infección
por
contacto
mykiss) a nivel mundial y ha sido detectado
(Nematollahi y col., 2003). Se ha observado
en casi todas las especies de salmónidos y en
que hasta el 67% de bacterias libres en agua
otras especies en menor escala donde no ha
de río son capaces de adherirse a la
sido asociado a enfermedad clínica (Cipriano
superficie
y Holt, 2005), sugiriendo un rol como
correlacionándose
hospederos de transporte de los peces no
hidrofobicidad (52%), demostrándose su
salmónidos (Lonnstrom y col., 2008). La
capacidad para lograr transmisión vertical y
trucha arcoíris (O. mykiss) y el salmón Coho
convirtiéndose en fuente de diseminación de
(Oncorhynchus kisutch) son particularmente
la enfermedad a partir de huevos o cuerpos
susceptibles a la infección (Ramsrud y col.,
de agua contaminados (Vatsos y col., 2001).
de
huevos
no
con
fertilizados
una
alta
2007). Las pérdidas más severas suelen
La bacteria puede sobrevivir por
ocurrir en peces de 0.2 a 2 g de peso donde
periodos largos en agua de río adoptando
puede resultar una mortalidad acumulada de
formas distintas como mecanismo para
hasta 90% (Crump y col., 2005), esto puede
sobrevivir a la falta de nutrientes. Por tanto,
deberse a la inmadurez inmune de estos
el estado fisiológico de la bacteria juega un
animales y a la vida corta de tal inmunidad
rol importante para su transmisión (Vatsos y
(Crump y col., 2001).
col., 2001). La adherencia de las bacterias
La enfermedad es producida por una
bacteria
Gram
negativa,
filamentosa,
parece depender en gran medida de la cepa
bacteriana y la temperatura de reto, es
sicrófila, pigmentada de amarillo con forma
común
observar
abundantes
estructuras
de vara (Elsayed y col., 2006) que fue
bacterianas altamente patogénicas en la
aislada por primera en 1948 por Borg
superficie de las branquias a temperatura de
(1960).
12°C. Existen múltiples reportes señalando
diferencias en patogenicidad y virulencia de
4. MECANISMOS DE PATOGÉNESIS
La
investigación
acerca
de
acuerdo a las cepas involucradas. Asimismo,
la
se ha demostrado correlación importante
patogénesis de la enfermedad ha sido
entre virulencia y capacidad de adhesión
impedida debido a la dificultad de reproducir
(Nematollahi y col., 2003).
La enfermedad se caracteriza por
oscurecimiento, erosiones y ulceraciones en
5. MÉTODOS DE DIAGNÓSTICO
Y TIPIFICACIÓN BACTERIANA
piel, necrosis de aletas y branquias. Los
casos
severos
exhiben
descamación
La epidemiología de la enfermedad es
completa de la aleta caudal con exposición
poco
abierta de la espina en el área del pedúnculo
desarrollado diversos métodos para la
caudal. En peces muy jóvenes pueden
tipificación de las cepas bacterianas.
observarse signos nerviosos como nado
Estos incluyen estudio bioquímicos y
errático y movimientos espiralados (Elsayed
fisiológicos, serología, RAPD-PCR, perfil
y
observan
de plásmidos, ribotipificación (Madetoja
deformaciones espinales en peces que
y col., 2001). Según Bernardet y col.
sobreviven a la infección a la bacteria
(1989) deben emplearse las siguientes
(Madsen y col., 2001).
pruebas de caracterización bacteriana:
col.,
2006).
También
se
entendida
ya
que
se
san
Por otro lado, factores de virulencia
catalasa, citocromo oxidasa, absorción
propios de la bacteria tienen que ver con su
de Rojo Congo, presencia o ausencia
supervivencia dentro de los macrófagos. Se
del pigmento flexirrubina, producción de
ha
bacterias
ácido a partir de glucosa, fructosa,
sobreviven al complejo fagolisosoma (donde
galactosa, manosa y glicerol, producción
permanecen fuera del alcance de células y
de amilasa y caseinasa, hidrólisis de
proteínas del sistema inmune) en animales
tirosina,
de menos de cinco
producción de sulfuro de hidrógeno
demostrado
Posteriormente,
que
se
muchas
meses de edad.
pueden
hallar
más
reducción
de
nitratos
y
usando tiras de papel embebidas en
bacterias a nivel extracelular donde se hallan
acetato de plomo.
expuestas a otros mecanismos efectores del
La caracterización serológica contiene
sistema inmune como las proteínas de
dos tipos de clasificación, donde Izumi y
complemento (Decostere y col., 2001).
Wakabayashi
Muchos autores sugieren que el LPS de
serotipos
F.psychrophilum
anticuerpos
es
fuertemente
inmunógeno (Crump y col. 2001).
(1999)
mediante
definieron
el
policlonales
uso
hechos
tres
de
en
conejo denominados O-1, O-2 y O-3 en
cepas
europeas,
japonesas
y
americanas, respectivamente, mientras
Pacífico)
que
(1997)
asociado a trucha arcoíris), provenientes
identifican tres serotipos de aislamientos
de Norteamérica, Sudamérica y Europa
Lorenzen
y
Olesen
t
y II (alelo CSF 259-93,
europeos denominándolos serotipos Fp ,
mediante
Fd y Th. Se ha comprobado que F.
substractiva
psychrophilum
grupo
fragmentos de ADN. Se identificaron
fenotípico homogéneo (Madetoja y col.,
dos alelos con un polimorfismo de seis
2001).
han
pares base en la región variable 3 del
moleculares
gen 16S ARNr, concluyendo que el
altamente sensibles para su detección
linaje I contiene ambos alelos y el linaje
en tejido como la técnica de PCR en
II contiene un solo alelo. Ramsrud y col.
distintas versiones (Del Cerro y col.,
(2007)
2002).
independientes para PCR convencional
Por
desarrollado
De
esta
forma
tal
un
motivo
técnicas
manera,
se
técnica
y
de
hibridación
microarrays
diseñaron
en
103
oligonucleótidos
fuertes
para la identificación de estos dos alelos
reacciones cruzadas entre los distintos
en 77 cepas aisladas, teniendo 100% de
serotipos debido a la existencia de
correlación con la técnica de Soule y
proteínas de membrana inmunogénicas
col. (2005). No se ha establecido si esta
comunes a las distintas cepas de la
asociación es especie específica o se
bacteria. El aislamiento de la bacteria
debe
puede hacerse en medio Anackel Ordall
Asimismo, el alelo identificado como
modificado e incluso TYES. Se emplean
CSF (cepa modelo de F. psychrophilum)
células de embrión de salmón Chinook
es
(CHSE), donde el efecto citopático
intrínseca a tetraciclinas (Soule y col.,
(CPE) puede observarse de siete a 14
2005).
días post inoculación (Valdebenito y
Por otra parte, Hesami y col. (2008)
Avendaño-Herrera, 2009).
emplearon una aproximación similar en
Soule y col. (2005) identificaron dos
cepas aisladas en Canadá, encontrando
linajes
claramente
al menos cuatro linajes distintos según
diferenciados correspondiendo a los
patrones de corte obtenidos mediante
linajes I (aislamientos de salmón del
enzimas de restricción.
genéticos
existen
la
a
más
asociaciones
proclive
a
la
ecológicas.
resistencia
Los análisis hechos mediante PFGE
Se han empleado bacterinas obtenidas
(Pulse
Electrophoresis)
mediante inactivación con formalina o
resultan útiles para caracterizar perfiles
calor inyectadas con adyuvante oleoso
genéticos
muestras
que parecen disminuir la mortalidad
particulares, generando perfiles de ADN
asociada a la infección experimental
bacteriano
(Madetoja y col., 2006). Sin embargo, el
Field
Gel
individuales
que
en
ayudan
en
bacterias
durante
crecimiento
perfiles
impedido la producción de bacterinas,
genéticos ayuda en la discriminación
las que resultan no protectivas, por lo
mediante diversidad genética que ayude
que
a discernir transmisión horizontal o
recombinantes
dilucidar el
evaluación para varios antígenos de
identificación
brotes.
de
La
generación
de
rol controversial
la
de la
lento
las
y
fastidioso
vacunas
se
ha
subunitarias
encuentran
en
transmisión vertical (Chen y col., 2008).
superficie como el FspA (Crump y col.,
Duchaud y col (2007) determinaron y
2005).
analizaron
la
secuencia
genómica
La desinfección o baños tratados
de
con cloramina T o formalina es un
esta bacteria, encontrando genes para
método eficiente para controlar las
resistencia a antimicrobianos y al menos
bacterias presentes en la superficie de
13
y
los huevos e incluso ayudan en el
la
tratamiento de animales con lesiones
capacidad invasiva y destrucción de
epiteliales visibles (Lonnstrom y col.,
tejidos.
2008). El tratamiento antibiótico es
completa de la cepa (JIP O2/86)
proteasas
colagenasas)
(metaloproteasas
responsables
de
favorable en algunos casos, aunque la
legislación
6. MEDIDAS DE PREVENCIÓN Y
CONTROL
resistencia
la
preocupación
por
residuos químicos en los animales de
consumo resultan desfavorables para su
Actualmente, no existen vacunas
comerciales
y
y
se
empleo, asimismo se ha observado un
ha
reportado
patrón atípico de resistencia contra
creciente
hacia
drogas antibacterianas en varias cepas
antibacterianos (Ramsrud y col., 2007).
patógenas de F. psychrophilum (Crum y
alevines de trucha arcoíris. En este
col., 2001).
establecimiento, la temperatura del agua
se detectó en 10°C y se observaron
características
7. ESTUDIOS EN SUDAMÉRICA
Chile es el segundo productor de
típicas
esplenomegalia,
como
anemia,
ascitis
y
salmón cultivado a nivel mundial, por lo
lesiones externas en piel con exposición
que el aislamiento de F. psychrophilum
de vértebras en la aleta dorsal.
por
ha
bacterias fueron identificadas mediante
representado el inicio de la expansión
aislamiento y técnicas microbiológicas
de este agente a otras especies no
estándar como tinción Gram, bioquímica
salmónidas y su introducción en granjas
y análisis de producción de enzimas
del sur de Chile donde la mortalidad
extracelulares (León y col., 2009).
primera
vez
en
1993
Las
alcanza hasta el 70% en alevines. La
caracterización de las cepas aisladas ha
8. CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES
revelado homogeneidad y similitud a la
cepa
modelo
ATCC
49418t,
Si
compartiendo la misma sensibilidad a
bien
se
ha
establecido
antibióticos. En este caso, las cepas
mediante técnicas tradicionales que F.
aisladas no demostraron evidencia de
psycrophilum está presente en el medio,
enzimas involucradas con hidrólisis de
aún quedan por dilucidarse muchos
carbohidratos. La genotipificación de
factores
estas cepas las ubica en el linaje II, sin
microbiológicos
importar
afectada
aquejan la industria acuícola nacional.
Avendaño-Herrera,
Las publicaciones revisadas coinciden
la
(Valdebenito
especie
y
acerca
2009).
En el Perú, se ha demostrado la
presencia
de
esta
bacteria
(y
la
epidemiológicos
de
microbiológicas
bacteria;
de
las
las
cepas
la
que
características
homogéneas
aunque
y
de
la
existencia
de
enfermedad causada por ésta) en el
diversos métodos de tipificación dificulta
centro piscícola El Ingenio, Junín en un
la
brote ocurrido en el año 2003 afectando
estandarizado
existencia
de
que
un
método
simplifique
este
procedimiento. En la actualidad, se
maritimus. International Journal of
consideran
Systematic Bacteriology, 39: 346-
al
menos
dos
linajes
genéticos de esta bacteria, pero esta
clasificación
está
evolucionando
354.
2. Borg
AF.
1960.
Studies
on
constantemente a la par de las técnicas
myxobacteria
de
diseases in salmonid fishes. J Wildl
biología
molecular
que
son
empleadas para este fin. De tal modo,
associated
with
Dis, 8: 1–85.
aún hay discusión sobre la tipificación
verdadera de esta especie bacteriana, si
3. Chen YC, Davis MA, LaPatra SE,
en efecto se trata de dos, cuatro o más
Cain KD, Snekvik KR, Call DR.
linajes genéticos asociados a especie
2008.
hospedera o región geográfica. Es
Flavobacterium
necesario ampliar tales estudios para
recovered from commercially raised
discernir
rainbow trout, Oncorhynchus mykiss
entre
las
distintas
Genetic
diversity
of
psychrophilum
observaciones emitidas por distintos
(Walbaum),
grupos de estudio. Este objetivo está
salmon,
cada vez más cerca de cumplirse al
Journal of Fish Diseases, 31: 765–
existir
773.
la
secuencia
completa
del
and
O.
spawning
kisutch
coho
(Walbaum).
genoma de esta bacteria de gran
impacto económico.
4. Cipriano
RC,
Holt
Flavobacterium
RA.
2005.
psychrophilum,
cause of bacterial cold-water disease
9. LITERATURA CITADA
and rainbow trout fry syndrome. Fish
Disease Leaflet 86. United States
1. Bernardet JF,Grimont PAD. 1989.
Department of the Interior, US
Deoxyribonucleic acid relatedness
Geological Service, National Fish
and phenotypic characterization of
Health
Flexibacter columnaris sp. nov.,
Kearneysville, WV.
nom. rev., Flexibacter psychrophilus
sp. nov., nom. rev. and Flexibacter
Research
Laboratory,
5. Crump EM, Perry MB, Clouthier SC,
Kay
WW.
2001.
Antigenic
Applied
and
environmental
microbiology, 68 (10): 5177–5180.
Characterization of the Fish Pathogen
Flavobacterium
Applied
and
psychrophilum.
9. Duchaud E, Boussaha M, Loux V,
environmental
Bernardet JF, Michel C, Kerouault B,
microbiology, 67(2): 750–759.
Mondot S, Nicolas P, Bossy R,
Caron C, Bessie`res P, Gibrat JF,
6. Crump EM, Burian J, Allen PD, Kay
WW.
2005.
expression
of
Identification
a
and
host-recognized
Claverol S, Dumetz F, Le He´naff M,
Benmansour A. 2007.
Complete
genome
the
sequence
of
antigen, FspA, from Flavobacterium
pathogen
psychrophilum. Microbiology, 151:
psychrophilum.
3127–3135.
biotechnology, 25(7): 763-769.
7. Decostere A, Haese ED, Lammens
10. Elsayed
fish
Flavobacterium
Nature
EE, Eissa AE, Faisal M.
M, Nelis H, Haesebrouck F. 2001. In
2006. Isolation of Flavobacterium
vivo
psychrophilum from sea lamprey,
study
of
intracellular
phagocytosis,
survival
multiplication
of
and
Petromyzon marinus L., with skin
Flavobacterium
lesions in Lake Ontario. Journal of
psychrophilum in rainbow trout,
Fish Diseases, 29: 629–632.
Oncorhynchus mykiss (Walbaum),
spleen phagocytes. Journal of Fish
Diseases, 24: 481- 487.
11. Hesami S, Allen KJ, Metcalf D,
Ostland VE, MacInnes JI, Lumsden
JS. 2008. Phenotypic and genotypic
8. Del Cerro A, Marquez I, Guijarro JA.
analysis
of
Flavobacterium
2002. Simultaneous Detection of
psychrophilum isolates from Ontario
Aeromonas
salmonicida,
salmonids with bacterial coldwater
Flavobacterium psychrophilum, and
disease. Can. J. Microbiol, 54: 619–
Yersinia ruckeri, Three Major Fish
629.
Pathogens,
by
Multiplex
PCR.
12. Izumi S, Wakabayashi H. 1999.
characterization of Flavobacterium
Further study on serotyping of
psychrophilum from Finnish Fish
Flavobacterium psychrophilum. Fish
farms. Journal of Fish Diseases, 24:
Pathology, 34: 89-90.
469 – 479.
13. León J, Ávalos R, Ponce M. 2009.
17. Madetoja
J,
Lonnstrom
LG,
Flavobacterium psychrophilum y su
Bjorkblom C, Ulukçy G, Bylund G,
patología
Syvertsen
en
alevines
de
C,
Gravningen
K,
Onchorhynchus mykiss del centro
Norderhus EA, Wiklund T. 2006.
piscícola El Ingenio, Huancayo. Rev.
Efficacy of injection vaccines against
peru. biol. 15(2): 117- 124.
Flavobacterium psychrophilum
in
rainbow trout, Oncorhynchus mykiss
14. Lonnstrom
LG,
Hoffrén
ML,
Wiklund T. 2008. Flavobacterium
psychrophilum
associated
(Walbaum). Journal of Fish Diseases,
29: 9–20.
with
mortality of farmed perch, Perca
18. Madsen L, Arnbjerg J, Dalsgaard I.
fluviatilis L. Journal of Fish Diseases,
2001. Radiological examination of
31: 793–797.
the spinal column in farmed rainbow
trout
15. Lorenzen
E,
Characterization
Olesen
of
Flavobacterium
NJ.
1997.
isolates
of
psychrophilum
associated with coldwater disease or
Oncorhynchus
(Walbaum):
mykiss
experiments
with
Flavobacterium psychrophilum and
oxytetracycline.
Aquaculture
Research, 32: 235-241.
rainbow trout fry syndrome II:
serological
studies.
Diseases
of
Aquatic Organisms, 31: 209-220.
19. Nematollahi
A,
Decostere
A,
PasmansxF, Ducatelle, Haesebrouck.
2003. Adhesion of high and low
16. Madetoja J, Hänninen ML, Hirvelä-
virulence
Flavobacterium
Koski V, Dalsgaard I, Wiklund T.
psychrophilum strains to isolated gill
2001. Phenotypic and
arches
genotypic
of
rainbow
trout
Oncorhynchus mykiss. Dis Aquat
(Oncorhynchus
Org. 55: 101–107, 2003.
hexadecane.
mykiss)
Letters
in
Microbiology, 33: 178-182
20. Ramsrud AL, LaFrentz SA, LaFrentz
BR, Cain KD, Call DR. 2007.
Differentiating 16S rRNA alleles of
Flavobacterium psychrophilum using
a simple PCR assay. Journal of Fish
Diseases, 30: 175–180.
21. Soule M, LaFrentz S, Cain K,
LaPatra
S,
Call
DR.
2005.
Polymorphisms in 16S rRNA genes
of Flavobacterium psychrophilum
correlate with elastin hydrolysis and
tetracycline resistance. Dis Aquat
Org, 65: 209–216
22. Valdebenito S, Avendaño-Herrera R.
2009. Phenotypic, serological and
genetic
characterization
Flavobacterium
of
psychrophilum
strains isolated from salmonids in
Chile. Journal of Fish Diseases, 32:
321–333.
23. Vatsos IN, Thompson KD, Adams A.
2001. Adhesion of the Fish pathogen
Flavobacterium
psychrophilum to
unfertilized eggs of rainbow trout
and
n-
Applied