Без тщательного осмотра под микроскопом его не обнаружить.
Почти прозрачная бактериальная колония. Именно такие возбудители вызывают столбовидную болезнь (columnaris) — смертельную угрозу для выращенной на фермах рыбы. Ранее эти патогены были известны только в Азии и США, однако теперь они обнаружены в Бразилии.
Конкретно в образцах из штатов Сан-Паулу, Минас-Жерайс и Парана.
Ставки здесь очень высоки. Столбовидная болезнь поражает кожу и жабры, убивая молодых особей всего за несколько дней. Результаты исследования, опубликованные в журнале Microbial Pathogenesis, показывают, что бактерии рода Flavobacterium циркулируют в бразильской аквакультуре там, где их раньше не было. Бактерии были выделены из нильской тилапии (Oreochromis niloticis ), известной местным жителям как «св. Петр», а также из местных видов, таких как тамбаки, паку и амазонский пятнистый сомовый сом.
Это значительно расширяет спектр хозяев и требует усиленного мониторинга.
Выявление невидимого врага
Стандартный визуальный осмотр затруднителен.
«Первичная идентификация бактерий этого рода… зависит от используемой питательной среды. Колония может стать прозрачной и практически невидимой», — объясняет Даниэль де Абреу Рейс Феррейра. Он является ведущим автором исследования и выполнил работу в Аквакультурном центре Университета штата Сан-Паулу (CAUNESP).
До недавнего времени ученые объединяли четыре вида, участвующих в этом процессе, в одну группу: Flavobacterium columnare. Именно от этого названия произошло название болезни «columnaris». Инфекция вызывает бледные поражения кожи и плавников, а также некроз ткани жабр.
Фабияна Пиларски, научный руководитель Феррейры и профессор CAUNESP, говорит прямо:
«Бактерии питаются эпителиальными клетками. Они убивают рыбу всего за несколько дней. Особенно личинок и мальков».
Пиларски также работает в Научно-исследовательском центре развития аквакультуры при Институте рыбного хозяйства. Работа её команды подчеркивает, насколько адаптируемыми являются эти микроорганизмы.
Местные рыбы теперь выступают хозяевами
В ходе исследования было выделено 11 штаммов бактерий. Шесть из них относились к Flavobacterium oreochromis. Ранее этот вид связывали только с тилапией — самой распространенной рыбой в мировом рыбоводстве.
Новые данные меняют картину.
Команда Феррейры обнаружила F. oreochromis в тамбаки (Colossoma macropomum ), лампари (Astyanax lacustris ) и паку (Piaractus mesopotamicus ). Это коммерчески важные местные виды. Бактерии явно инфицируют более широкий круг хозяев, чем считалось ранее.
Отдельного внимания заслуживает случай с сомом.
Исследователи задокументировали первую известную инфекцию Flavobacterium davisii у амазонского пятнистого сома (Pseudoplatystoma punctifer ). Это имеет огромное значение.
«Этот случай показывает, что бактерия инфицирует отряд Сомообразных (Siluriformes), который отличается от тех, которыми она обычно колонизирует. Это расширяет спектр потенциальных хозяев», — отмечает Феррейра.
Тепло и биопленки: идеальный шторм
Лабораторные тесты подтвердили тревожные факты.
Патогены, ранее обнаруженные только в США и Азии, хорошо размножаются в бразильских условиях. F. davisii и F. inkyongense достигают оптимального роста при температуре 28°C. Это близко к средней температуре внутренних водоемов Бразилии.
Два других вида, F. oreochromis и F. indicum, предпочитают еще более теплую воду. F. indicum достигает пика активности при 35°C. Повышение температуры воды может облегчить жизнь патогену.
При температуре 28°C бактерии производили огромные объемы биопленки.
«Биопленка — это защитная матрица. Она позволяет бактериям находиться в спячке в неблагоприятных условиях, а затем снова размножаться, когда среда становится благоприятной», — говорит Пиларски.
Биопленки прилипают к резервуарам, сетям и инструментам. Они позволяют бактериям сохраняться между вспышками заболеваний. Гигиена здесь — не просто рекомендация.
«Это подчеркивает важность строгих протоколов гигиены и утилизации сточных вод для предотвращения колонизации оборудования», — добавляет Феррейра.
Вот интересный нюанс.
Выработка биопленки снижалась при 35°C почти у всех проверенных видов. Исключение составил F. davisii. Он продолжал производить густые биопленки даже при 35°C, хотя двигался меньше.
«Это адаптация. Метаболический компромисс. Он проигрывает из-за меньшей подвижности, но выигрывает, производя биопленку для выживания», — объясняет Феррейра.
Соль, вакцины и будущие протоколы
Как бороться с угрозой?
Предыдущие исследования показывают, что Flavobacterium не любит соль. Добавление соли в воду на фермах может предотвратить закрепление патогенов. Однако ученым еще предстоит определить безопасные концентрации соли для каждого конкретного вида рыб.
Вакцинация — еще один путь решения проблемы.
Исследователи секвенируют геномы бактерий, чтобы найти уязвимые места для создания вакцин. Цель — получение аутовакцин. Они изготавливаются индивидуально на основе штаммов, обнаруженных на конкретной ферме.
Поскольку столбовидная болезнь поражает открытые ткани, логичным выглядит применение ванны (погружения) с вакциной.
Вместо того чтобы инъектировать каждую рыбу отдельно — что непрактично и стрессово для животных, производители могут погружать группы рыб в воду, содержащую ослабленные бактерии.
«Поскольку болезнь в основном поражает кожу, ванночная обработка с использованием ослабленной бактерии идеально подходит для молодой рыбы», — говорит Пиларски. «Их иммунная система еще развивается. И, поскольку они малы, можно одновременно вакцинировать большое количество молоди».
Это не панацея. Биопленки сохраняются. Температура повышается. Появляются новые хозяева. Бактерии уже здесь. И они эволюционируют.
