Actualmente, especies acuáticas valiosas, como camarones, peces marinos y de agua dulce, se consideran productos básicos para el mercado de exportación y ganancias monetarias. La producción total de camarón de cultivo mundial alcanzó casi 4 millones de toneladas en 2020, aumentando entre un 3 y un 5% con respecto a 2019 (James & Valderrama, 2020). En general la producción acuícola ha seguido aumentando, aunque a un ritmo más lento en los 2 últimos años (un 3,3% en 2018-19 y un 2,6% en 2019-20). Como la acuicultura ha crecido más rápido que la pesca de captura durante el 2019-20, su porcentaje de producción pesquera y acuícola total también ha aumentado, siendo el 51% procedentes de la pesca de captura, y el 49% de la acuicultura (88 millones de TM). Este cambio sustancial en el sector de la acuicultura resultó en que se sobrepasara la cantidad de pesca de captura silvestre para consumo humano. Sin embargo, en la última década ha habido un incremento de enfermedades en poblaciones cultivadas y naturales, incluyendo peces, algas marinas e invertebrados (Egan & Gardiner, 2016). En las últimas décadas, los antibióticos fueron usados en los sistemas acuícolas como medida correctiva e inclusive preventiva; pero el uso indiscriminado de los mismos se consideró un riesgo para la salud humana por el potencial surgimiento y dispersión de bacterias patógenas resistentes y multi resistentes a antibióticos (Wittebole et al., 2014; Gon Choudhury et. al., 2017). En consecuencia, la mayoría de los antibióticos fueron prohibidos en acuicultura, generando un vacío terapéutico que puso en riesgo la producción y el desarrollo del sector. Para el combate a las infecciones por bacterias patógenas oportunistas en acuicultura, se han empleado diferentes estrategias consideradas más seguras y amigables con el ecosistema. Infortunadamente su eficacia parece depender de lograr un balance químico, físico y biológico en los sistemas de producción, los cuales se encuentran en cambios constantes. En particular, el establecimiento de un microbiota saludable parece ser una estrategia ambientalmente segura, sin embargo, la aplicación directa de prebióticos, microorganismos benéficos (como los denominados probióticos), postbióticos, y para-probióticos, no ha logrado un control biológico con éxito. Otra alternativa que se está explorando actualmente es el uso de bacteriófagos, o simplemente fagos, los cuales no presentan un metabolismo intrínseco, y funcionan solo como parásitos que llevan en su material genético la información necesaria para tomar la maquinaria celular de su hospedero y producir nuevos fagos que propaguen sus genes (Kutter & Sulakvelidze, 2004; Hanlon, 2007; Forterre & Prangishvili, 2009). Los fagos son considerados parásitos que solo se benefician con la infección y disminuyen la salud del hospedero. Sin embargo, los fagos pueden ser comensales (cuando el fago se beneficia sin afectar la salud del hospedero) o mutualistas (donde ambos se benefician), y a través de estos mecanismos proveer ventajas que promuevan la evolución y biodiversidad (Roossinck, 2015), en los ecosistemas, siendo las dos más importantes, su influencia en la evolución de los genomas bacterianos a través de la lisogenia, y su impacto en la modulación del flujo de materia y energía a nivel global (Chibani-Chennoufi et al., 2004).

Ante la crisis generada por la resistencia bacteriana que atraviesa la industria acuícola, y la necesidad de desarrollar alternativas ante tal obstáculo, la terapia con fagos se presenta como una alternativa prometedora para el tratamiento y prevención de enfermedades bacterianas. Durante los últimos años, las investigaciones centradas en la fagoterapia en sistemas acuícolas han tenido un crecimiento exponencial, generando información que permita mitigar las grandes pérdidas económicas derivadas de las enfermedades bacterianas.

¿Qué son?

El uso de los bacteriófagos (fagos), como agentes terapéuticos, se remonta a su descubrimiento a principios del pasado siglo. La aparición generalizada de resistencias bacterianas frente a los antibióticos, unidos a los avances tecnológicos que permiten la preparación de fagos purificados y un mejor conocimiento molecular de los mismos, ha llevado a reconsiderar los trabajos realizados en los países de la antigua Unión Soviética y a proponer el uso de los fagos; los virus que infectan a las bacterias, como una auténtica alternativa terapéutica

Los bacteriófagos son los entes más abundantes de la biosfera, y se ha estimado que existen 10^10 fagos por cada litro de agua de mar, lo que representa un excelente mecanismo de control de las bacterias marinas, ya que se produce un equilibrio entre las bacterias que se multiplican y los fagos que destruyen una parte de esa población bacteriana. El organismo humano, está acostumbrado al contacto con los fagos ya que son consumidos regularmente en los alimentos, son colonizadores habituales del intestino humano, y son muy abundantes en el medio ambiente (casi 108 millones por cm3 ). De aquí que no resulte extraño que los fagos no produzcan graves efectos inmunológicos sobre los animales (Ronda Concepción et al., 2003).

Se denominan bacteriófagos o fagos a los virus que infectan bacterias. Están compuestos por un genoma de ADN, o en algunos casos ARN, recubierto por una envoltura proteica o lipoproteica denominada cápside. Necesitan infectar bacterias viables para poder replicarse, utilizando la maquinaria metabólica de las mismas (Hernández Calzadilla y Castellanos González, 2014). El tipo de ácidos nucleicos, tamaño y forma de la partícula viral, y el rango de hospedadores, son las características que han sido tenidas en cuenta para su clasificación taxonómica. Sin embargo, con la creciente información obtenida con métodos basados en la caracterización genómica, esta clasificación actualmente está siendo revisada. Según la revisión bibliográfica realizada por Dion et al. (2020), la clasificación taxonómica considera el tipo de genoma y la morfología de los bacteriófagos.

Los bacteriófagos inician la infección con la adsorción del fago a la bacteria susceptible, que ocurre en dos etapas. La etapa inicial es reversible, y la segunda es irreversible y está mediada por estructuras o receptores específicos. Los receptores pueden ser componentes de la cápsula bacteriana, lipopolisacáridos, proteínas de superficie o estructuras como flagelos y fimbrias. Luego, el material genético del fago ingresa al interior de la bacteria y el fago puede seguir diferentes tipos de replicación o ciclos de vida: lítico (que finaliza con la lisis de la bacteria infectada), lisogénico (el genoma del fago se integra en el genoma de la bacteria y no ocurre lisis inmediata), ciclo de desarrollo continuo (característico de los fagos filamentosos, los cuales no producen lisis de la bacteria hospedadora) o ciclo pseudo lisogénico (aún poco estudiado y en el que coexisten altas densidades de la bacteria y del fago (Vispo y Dueñas, 2004; Prada-Peñaranda et al., 2015).

Perspectivas en acuicultura

El empleo de fagos en el control de enfermedades bacterianas en acuicultura parece prometedor según las experiencias que al momento se tienen, y además presenta la ventaja de que la vía oral de tratamiento mediante la impregnación de los alimentos reporta resultados esperanzadores ya que los bajos niveles de pH del estómago e intestino no parecen representar una barrera biológica para los fagos ensayados hasta el momento. Por otra parte, la piel y las agallas parecen una buena vía para el tratamiento con fagos. No obstante, es preciso aislar un mayor número de fagos para conseguir entidades más agresivas frente a las bacterias que mejoren los resultados terapéuticos obtenidos hasta el momento.

Entre las ventajas que reporta la terapia fágica sobre la antibiótica cabe destacar:

a) La alta especificidad de los fagos para un determinado huésped que se quiera combatir evitando de esa manera la eliminación de la microbiota que puede resultar beneficiosa para los peces.

 b) La facilidad de alternar fagos o usar un cóctel de fagos para eludir la aparición de resistencias de la bacteria huésped frente a un determinado fago. Esta condición implica disponer de una variedad de fagos que puedan ser usados para una determinada bacteria. Se trata de una circunstancia fácil de superar habida cuenta de la gran abundancia de fagos en el medio marino (Ronda Concepción et al., 2003).

c) La baja respuesta inmunogénica que inducen los fagos en muchos de los huéspedes analizados hasta el momento, en particular en el caso de los pocos peces en los que se ha usado la fagoterapia de forma experimental.

Referencias bibliográficas

• Egan, S. & M. Gardiner. 2016. Microbial dysbiosis: rethinking disease in marine ecosystems. Frontiers in microbiology, 7, 991.
• Chibani–Chennoufi, S., A. Bruttin, M.L. Dillmann & H. Brüssow. 2004. Phage–host interaction: an ecological perspective. Journal of bacteriology, 186(12): 3677- 3686.
• Dion, M. B.; Oechslin, F.; Moineau, S. Phage diversity, genomics and phylogeny. Nature Reviews Microbiol. 18,125-138.
• Forterre, P. & D. Prangishvili. 2009. The origin of viruses. Research in microbiology, 160(7): 466-472.
• Gon Choudhury, T., V.T. Nagaraju, S. Gita, A. Paria & J. Parhi. 2017. Advances in Bacteriophage Research for Bacterial Disease Control in Aquaculture, Reviews in Fisheries Science & Aquaculture, 1—13.
• Hanlon, G.W. 2007. Bacteriophages: an appraisal of their role in the treatment of bacterial infections. International Journal of Antimicrobial Agents, 30: 118-128.
• Hernández Calzadilla, R. E.; Castellanos González, L. (2014). Uso de los bacteriófagos en el sector agropecuario. Agroecosistemas. 2, 361- 371.
• James, A., & Valderrama, D. (2020). GOAL 2019: Revisión de la producción mundial de camarones « Global Aquaculture Advocate. Global Aquaculture Alliance. https://www.aquaculturealliance.org/advocate/goal-2019-revision-de-la-produccionmundial-de-camarones/
• Kutter, E. & A. Sulakvelidze. (2004). Bacteriophages: biology and applications. CRC Press. Florida, EEUU. 485 p.
• Prada-Peñaranda, C.; Holguin-Moreno, A. V.; Gonzalez-Barrio, A. F.; Vives-Flores, M. J. (2015). Fagoterapia, alternativa para el control de infecciones bacterianas. Universitas Scientiarum. 20, 43-59.
• Ronda C., Vásquez M., López R. 2003. Los bacteriófagos como herramienta para combatir infecciones en Acuicultura. Revista Aquatic, 18:3-10.
• Roossinck, M.J. 2015. Move over bacteria! Viruses make their mark as mutualistic microbial symbionts. J Virol., 89:6532–6535.
• Vispo, N. S.; Dueña, M. (2004). Características generales de los bacteriófagos filamentosos, pp 57-68. In: N. S. Vispo (ed) Combinatoria molecular. Elfos Scientiae, La Habana.
• Wittebole, X., S. De Roock & S.M. Opal. 2014. A historical overview of bacteriophage therapy as an alternative to antibiotics for the treatment of bacterial pathogens, Virulence, 5:1, 226–235.
• https://www.azti.es/aztinnova/noticia/bacteriofagos-para-mejorar-la-seguridad-alimentaria/