Nie można go wykryć bez dokładnego zbadania pod mikroskopem.
Prawie przezroczysta kolonia bakteryjna. To właśnie te patogeny powodują chorobę kolumnową (columnaris), śmiertelne zagrożenie dla ryb hodowlanych. Wcześniej patogeny te były znane tylko w Azji i Stanach Zjednoczonych, ale obecnie odkryto je w Brazylii.
W szczególności w próbkach ze stanów Sao Paulo, Minas Gerais i Parana.
Stawka tutaj jest bardzo wysoka. Choroba kolumnowa atakuje skórę i skrzela, zabijając młode w ciągu zaledwie kilku dni. Wyniki badania opublikowane w czasopiśmie Microbial Pathogenesis pokazują, że bakterie z rodzaju Flavobacterium krążą w brazylijskiej akwakulturze, gdzie wcześniej ich nie było. Bakterie wyizolowano z tilapii nilowej (Oreochromis niloticis ), znanej lokalnie jako „St. Peter”, a także z gatunków rodzimych, takich jak tambaqui, pacu i sum amazoński.
To znacznie rozszerza zakres hostów i wymaga ulepszonego monitorowania.
Ujawnienie niewidzialnego wroga
Standardowa kontrola wzrokowa jest trudna.
“Podstawowa identyfikacja bakterii tego rodzaju… zależy od zastosowanej pożywki. Kolonia może stać się przezroczysta i prawie niewidoczna” – wyjaśnia Daniel de Abreu Reis Ferreira. Jest głównym autorem badania i prowadził prace w Centrum Akwakultury Uniwersytetu w São Paulo (CAUNESP).
Do niedawna naukowcy grupowali cztery gatunki biorące udział w tym procesie w jedną grupę: Flavobacterium kolumna. To od tej nazwy pochodzi nazwa choroby „columnaris”. Infekcja powoduje blade zmiany na skórze i płetwach, a także martwicę tkanki skrzelowej.
Fabiana Pilarski, promotor Ferreiry i profesor CAUNESP, mówi wprost:
“Bakterie żywią się komórkami nabłonkowymi. Zabijają ryby w ciągu zaledwie kilku dni. Zwłaszcza larwy i narybek.”
Pilarski pracuje także w Centrum Badawczym Rozwoju Akwakultury Instytutu Rybactwa. Praca jej zespołu podkreśla zdolność adaptacji tych mikroorganizmów.
Lokalne ryby są teraz gospodarzami
W trakcie badań wyizolowano 11 szczepów bakterii. Sześć z nich należało do Flavobacterium oreochromis. Wcześniej gatunek ten był kojarzony wyłącznie z tilapią, najpospolitszą rybą w światowej hodowli ryb.
Nowe dane zmieniają obraz.
Zespół Ferreiry odkrył F. oreochromis na tambaqui (Colossoma makropomum ), lampari (Astyanax lacustris ) i pacu (Piaractus mesopotamicus ). Są to gatunki rodzime o dużym znaczeniu handlowym. Bakterie wyraźnie infekują szerszą gamę żywicieli, niż wcześniej sądzono.
Na szczególną uwagę zasługuje przypadek sumów.
Naukowcy udokumentowali pierwszą znaną infekcję Flavobacterium davisii u suma amazońskiego (Pseudoplatystoma punctifer ). To robi ogromną różnicę.
„Ten przypadek pokazuje, że bakteria infekuje rząd sumów (Siluriformes), który różni się od tych, które zwykle kolonizuje. To poszerza zakres potencjalnych żywicieli” – mówi Ferreira.
Ciepło i biofilmy: idealna burza
Badania laboratoryjne potwierdziły niepokojące fakty.
Patogeny, które wcześniej występowały tylko w Stanach Zjednoczonych i Azji, rozwijają się w brazylijskich warunkach. F. davisii i F. inkyongense osiągają optymalny wzrost w temperaturze 28°C. Jest to wartość zbliżona do średniej temperatury wód śródlądowych Brazylii.
Dwa inne gatunki, F. oreochromis i F. indicum wolą jeszcze cieplejszą wodę. F. indicum osiąga szczytową aktywność w temperaturze 35°C. Zwiększenie temperatury wody może ułatwić życie patogenowi.
W temperaturze 28°C bakterie wytworzyły ogromne ilości biofilmu.
„Biofilm to matryca ochronna, która pozwala bakteriom zahibernować w niesprzyjających warunkach, a następnie ponownie namnażać się, gdy środowisko staje się sprzyjające” – mówi Pilarski.
Biofilmy przylegają do zbiorników, sieci i narzędzi. Umożliwiają bakteriom przetrwanie pomiędzy ogniskami choroby. Higiena nie jest tutaj jedynie zaleceniem.
„To podkreśla znaczenie rygorystycznych protokołów dotyczących higieny i usuwania ścieków, aby zapobiec kolonizacji sprzętu” – dodaje Ferreira.
Oto interesujący niuans.
Produkcja biofilmu została zmniejszona w temperaturze 35°C u prawie wszystkich badanych gatunków. Wyjątkiem był F. Dawid. Nadal wytwarzał gruby biofilm nawet w temperaturze 35°C, chociaż poruszał się mniej.
“To adaptacja. Kompromis metaboliczny. Traci, będąc mniej mobilnym, ale zyskuje, wytwarzając biofilm umożliwiający przetrwanie” – wyjaśnia Ferreira.
Sól, szczepionki i przyszłe protokoły
Jak sobie poradzić z zagrożeniem?
Poprzednie badania wykazały, że Flavobacterium nie lubi soli. Dodawanie soli do wody w gospodarstwach może zapobiec rozprzestrzenianiu się patogenów. Jednak naukowcy muszą jeszcze określić bezpieczne stężenia soli dla każdego konkretnego gatunku ryb.
Szczepienia to kolejny sposób na rozwiązanie problemu.
Naukowcy sekwencjonują genomy bakterii, aby znaleźć słabe punkty i stworzyć szczepionki. Celem jest uzyskanie autoszczepionek. Wykonywane są indywidualnie w oparciu o szczepy występujące w konkretnym gospodarstwie.
Ponieważ choroba kolumnowa wpływa na odsłonięte tkanki, logiczne wydaje się zastosowanie kąpieli (zanurzenia) ze szczepionką.
Zamiast wstrzykiwać każdą rybę z osobna – co jest niepraktyczne i stresujące dla zwierząt – producenci mogą zanurzać grupy ryb w wodzie zawierającej osłabione bakterie.
„Ponieważ choroba atakuje przede wszystkim skórę, w przypadku młodych ryb idealna jest kąpiel z wykorzystaniem osłabionych bakterii” – mówi Pilarski. “Ich układ odpornościowy wciąż się rozwija. A ponieważ są małe, można zaszczepić dużą liczbę narybku jednocześnie.”
To nie jest panaceum. Biofilmy utrzymują się. Temperatura rośnie. Pojawiają się nowi właściciele. Bakterie już tu są. I ewoluują.
