Je zou het niet onder een microscoop zien zonder goed te kijken.
Een bijna transparante bacteriekolonie. Dat is wat onderzoekers de boosdoeners achter de columnarisziekte noemen, een dodelijke bedreiging voor gekweekte vis. Nu zijn deze ziekteverwekkers – voorheen beperkt tot Azië en de Verenigde Staten – gevonden in Brazilië.
Met name in monsters uit São Paulo, de staten Minas Gerais en Paraná.
De inzet is hoog. De ziekte van Columnaris verwoest de huid en kieuwen. Het doodt jonge dieren binnen enkele dagen. De bevindingen, gepubliceerd in Mbiotic Pathogenesis, laten zien dat Flavobacterium-soorten in de Braziliaanse aquacultuur circuleren waar ze niet zouden moeten zijn. De bacteriën werden geïsoleerd uit Nijltilapia (Oreochromis niloticis ), plaatselijk bekend als Sint-Pieter, maar ook uit inheemse soorten zoals tambaqui, pacu en de Amazone-gevlekte meerval.
Dit breidt het gastheerbereik aanzienlijk uit. En het vereist nieuw toezicht.
Identificatie van de onzichtbare vijand
Standaard visueel onderzoek is lastig.
“De initiële identificatie van bacteriën van dit geslacht… hangt af van het gebruikte medium. De kolonie kan transparant en bijna onzichtbaar worden”, legt Daniel de Abreu Reis Ferreira uit. Hij is de hoofdauteur van het onderzoek en voltooide dit werk aan het Aquaculture Center (CAUNESP) van de São Paulo State University.
Tot voor kort plaatsten wetenschappers vier van de betrokken soorten in één groep: Flavobacterium columnare. Die naam gaf de ziekte van columnaris zijn titel. De infectie veroorzaakt bleke laesies op de huid en vinnen. Het veroorzaakt weefselsterfte in de kieuwen.
Fabiana Pilarski, Ferreira’s supervisor en professor bij CAUNESC, zegt het botweg.
“De bacteriën voeden zich met epitheelcellen. Ze doden de vissen binnen een paar dagen. Vooral larven en jongen.”
Pilarski werkt ook bij het Science Center for the Development of AquaHealth van het Fisheries Institute. Het werk van haar team laat zien hoe flexibel deze bugs zijn.
Inheemse vissen zijn nu gastheren
Het onderzoek isoleerde 11 bacteriestammen. Zes ervan behoorden tot Flavobacterium oreochromis. Tot nu toe werd deze soort alleen in verband gebracht met tilapia, de meest gekweekte vis ter wereld.
De nieuwe gegevens veranderen dat.
Het team van Ferreira ontdekte F. oreochromis in tambaqui (Colossoma macropomum ), lambari (Astyanax lacustris ) en pacu (Piaractus mesopotamicus ). Dit zijn commercieel belangrijke inheemse soorten. De bacteriën infecteren duidelijk een breder bereik dan eerder werd erkend.
Dan is er de meervalzaak.
Onderzoekers documenteerden de eerste bekende infectie met Flavobacterium davisii bij een gevlekte meerval uit het Amazonegebied (Pseudoplatystoma punctifer ). Dit is enorm.
“Dit geval laat zien dat de bacterie Siluriformes infecteert, een andere vissoort dan de vissen die hij gewoonlijk koloniseert. Het vergroot het bereik van potentiële gastheren”, merkt Ferreira op.
Hitte en biofilms: de perfecte storm
Laboratoriumtests bevestigden iets alarmerends.
Ziekteverwekkers die voorheen alleen in de VS en Azië werden aangetroffen, groeien goed onder Braziliaanse omstandigheden. F. davisii en F. inkyongense bereikten hun optimale groei bij 28°C. That’s close to the average temperature in Brazil’s inland waters.
Twee andere soorten, F. oreochromis en F. indicum, liever nog heter water. F. indicum piekte bij 35°C. Stijgende watertemperaturen kunnen het leven van de ziekteverwekker gemakkelijker maken.
Bij 28°C produceerden de bacteriën enorme hoeveelheden biofilm.
“Een biofilm is een beschermende matrix. Het zorgt ervoor dat bacteriën inactief kunnen blijven als de omstandigheden slecht zijn. Om zich vervolgens weer te vermenigvuldigen als de omgeving gunstig wordt”, zegt Pilarski.
Biofilms kleven aan tanks, netten en gereedschappen. Ze laten bacteriën tussen de uitbraken door bestaan. Hygiëne is hier niet alleen een suggestie.
“Dit onderstreept het belang van robuuste hygiëne- en ontladingsprotocollen om kolonisatie van apparatuur te voorkomen”, voegt Ferreira toe.
Hier is de wending.
De biofilmproductie daalde bij bijna alle geteste soorten bij 35°C. Behalve F. davisii. Het bleef dikke biofilms produceren bij 35°C, ook al bewoog het minder.
“Het is een aanpassing. Een metabolische wisselwerking. Het verliest door minder te bewegen, maar wint door biofilm te produceren om te overleven”, legt Ferreira uit.
Zout, vaccins en toekomstige protocollen
Dus hoe vecht je terug?
Eerdere studies suggereren dat Flavobacterium een hekel heeft aan zout. Het toevoegen van zout aan het water van de boerderij kan ervoor zorgen dat de ziekteverwekkers zich niet meer kunnen vestigen. Maar wetenschappers moeten nog steeds de veilige concentraties voor elke specifieke vissoort achterhalen.
Vaccinatie is een andere route.
Onderzoekers zijn bezig met het sequencen van bacteriële genomen om zwakke punten voor vaccins te vinden. Het doel zijn autogene vaccins. Deze zijn op maat gemaakt van soorten die op een specifieke boerderij zijn gevonden.
Columnaris valt blootgestelde weefsels aan. Een badvaccin is dus zinvol.
In plaats van elke vis afzonderlijk te injecteren – onpraktisch en stressvol – zouden producenten groepen in water kunnen dompelen met een verzwakte bacterie.
“Omdat de ziekte vooral de huid aantast, is een badbehandeling met verzwakte bacteriën ideaal voor jonge vissen”, zegt Pilarski. “Hun immuunsysteem is nog in ontwikkeling. En omdat ze klein zijn, kun je grote aantallen jonge vogels tegelijk vaccineren.”
Het is geen wondermiddel. Biofilms blijven hangen. De temperaturen stijgen. Er verschijnen nieuwe hosts. De bacteriën zijn er al. En ze evolueren.
