Без ретельного огляду мікроскопом його не виявити.
Майже прозора бактеріальна колонія. Саме такі збудники спричиняють стовбоподібну хворобу (columnaris) — смертельну загрозу для вирощеної на фермах риби. Раніше ці патогени були відомі лише в Азії та США, проте тепер вони виявлені у Бразилії.
Саме у зразках зі штатів Сан-Паулу, Мінас-Жерайс та Парана.
Ставки тут дуже високі. Стовбоподібна хвороба вражає шкіру та зябра, вбиваючи молодих особин лише за кілька днів. Результати дослідження, опубліковані в журналі Microbial Pathogenesis, показують, що бактерії роду Flavobacterium циркулюють у бразильській аквакультурі там, де їх раніше не було. Бактерії були виділені з нільської тилапії (Oreochromis niloticis), відомої місцевим жителям як «св. Петро», а також з місцевих видів, таких як тамбаки, паку та амазонський плямистий сомовий сом.
Це значно розширює спектр господарів та потребує посиленого моніторингу.
Виявлення невидимого ворога
Стандартний візуальний огляд скрутний.
«Первинна ідентифікація бактерій цього роду… залежить від живильного середовища. Колонія може стати прозорою та практично невидимою», — пояснює Даніель де Абреу Рейс Феррейра. Він є провідним автором дослідження та виконав роботу в Аквакультурному центрі Університету штату Сан-Паулу (CAUNESP).
Донедавна вчені об’єднували чотири види, що беруть участь у цьому процесі, в одну групу: Flavobacterium columnare. Саме від цієї назви походить назва хвороби «columnaris». Інфекція викликає бліді ураження шкіри та плавників, а також некроз тканин зябер.
Фабіяна Піларскі, науковий керівник Феррейри та професор CAUNESP, говорить прямо:
«Бактерії харчуються епітеліальними клітинами. Вони вбивають рибу лише за кілька днів. Особливо личинок та мальків».
Піларскі також працює у Науково-дослідному центрі розвитку аквакультури при Інституті рибного господарства. Робота її команди наголошує, наскільки адаптуються ці мікроорганізми.
Місцеві риби тепер виступають господарями
У ході дослідження було виділено 11 штамів бактерій. Шість з них належали до Flavobacterium oreochromis. Раніше цей вид пов’язували лише з тилапією – найпоширенішою рибою у світовому рибництві.
Нові дані змінюють картину.
Команда Феррейри виявила F. oreochromis у тамбаки (Colossoma macropomum ), лампарі (Astyanax lacustris ) та паку (Piaractus mesopotamicus ). Це комерційно важливі місцеві види. Бактерії явно інфікують ширше коло господарів, ніж вважалося раніше.
На окрему увагу заслуговує випадок із сомом.
Дослідники задокументували першу відому інфекцію Flavobacterium davisii у амазонського плямистого сома (Pseudoplatystoma punctifer). Це має велике значення.
«Цей випадок показує, що бактерія інфікує загін Самоподібних (Siluriformes), який відрізняється від тих, якими зазвичай колонізує. Це розширює спектр потенційних господарів», – зазначає Феррейра.
Тепло та біоплівки: ідеальний шторм
Лабораторні випробування підтвердили тривожні факти.
Патогени, раніше виявлені лише у США та Азії, добре розмножуються у бразильських умовах. F. davisii та F. inkyongense досягають оптимального зростання при температурі 28°C. Це близько до середньої температури внутрішніх водойм Бразилії.
Два інші види, F. oreochromis і F. indicum, воліють ще теплішу воду. F. indicum досягає піку активності при 35°C. Підвищення температури води може полегшити життя патогену.
При температурі 28 ° C бактерії виробляли величезні обсяги біоплівки.
«Біоплівка – це захисна матриця. Вона дозволяє бактеріям перебувати в сплячці в несприятливих умовах, а потім знову розмножуватися, коли середовище стає сприятливим», — каже Піларскі.
Біоплівки прилипають до резервуарів, мереж та інструментів. Вони дозволяють бактеріям зберігатись між спалахами захворювань. Гігієна тут – не просто рекомендація.
«Це наголошує на важливості суворих протоколів гігієни та утилізації стічних вод для запобігання колонізації обладнання», — додає Феррейра.
Ось цікавий нюанс.
Вироблення біоплівки знижувалася при 35 ° C майже у всіх перевірених видів. Виняток становив F. davisii. Він продовжував виробляти густі біоплівки навіть за 35°C, хоча рухався менше.
«Це адаптація. Метаболічний компроміс. Він програє через меншу рухливість, але виграє, виготовляючи біоплівку для виживання», — пояснює Феррейра.
Сіль, вакцини та майбутні протоколи
Як боротися із загрозою?
Попередні дослідження показують, що Flavobacterium не любить сіль. Додавання солі у воду на фермах може запобігти закріпленню патогенів. Проте вченим ще належить визначити безпечні концентрації солі кожного конкретного виду риб.
Вакцинація – ще один шлях вирішення проблеми.
Дослідники секвенують геноми бактерій, щоб знайти вразливі місця створення вакцин. Ціль – отримання аутовакцин. Вони виготовляються індивідуально на основі штамів, виявлених на конкретній фермі.
Оскільки стовбоподібна хвороба вражає відкриті тканини, логічним є застосування ванни (занурення) з вакциною.
Замість ін’єктувати кожну рибу окремо — що непрактично і стресово для тварин, виробники можуть занурювати групи риб у воду, що містить ослаблені бактерії.
“Оскільки хвороба в основному вражає шкіру, ванна обробка з використанням ослабленої бактерії ідеально підходить для молодої риби”, – говорить Піларскі. «Їхня імунна система ще розвивається. І оскільки вони малі, можна одночасно вакцинувати велику кількість молоді».
Це не панацея. Біоплівки зберігаються. Температура збільшується. З’являються нові господарі. Бактерії вже тут. І вони еволюціонують.
