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Tese em Português | VETTESES | ID: vtt-218075

Resumo

A utilização de sistemas intensivos na produção de peixes resulta na maior ocorrência da doença atribuída à bactéria patogênica Streptococcus agalactiae, provocando grandes perdas econômicas no setor. As medidas preventivas como manejo sanitário, vacinação e estimulação do sistema imune com produtos imunoestimulantes são alternativas viáveis para a possível redução significativa da mortalidade dos peixes. O trabalho teve como finalidade desenvolver um método eficiente de prevenção da tilápia-do-nilo (Oreochromis niloticus) ao surto de estreptococose, por meio de aplicação de probióticos e vacinação. A descrição do trabalho foi dividida em dois capítulos, com os seguintes objetivos: 1°) selecionar um probiótico comercial capaz de inibir a bactéria patogênica S. agalactiae e potencializar a ação imunoestimulatória da vacinação; 2°) analisar os efeitos da administração via oral de probiótico AQUA-PHOTO® (Bacillus subtilis e Lactobacillus plantarum) e vacinação contra Streptococcus agalactiae sobre a composição da microbiota intestinal. Para avaliação dos efeitos da aplicação de dietas probióticas e vacinação contra S. agalactiae, foram realizados, os testes: 1-) Determinação do poder inibitório in vitro de probióticos comerciais sobre S. agalactiae; 2-) Ensaio de infecção experimental in vivo com S. agalactiae sorotipo 1b. O delineamento experimental do ensaio in vivo foi inteiramente casualizado com cinco tratamentos (CON = controle; ADJ = adjuvante; PRO = probiótico; VAC = vacina; PRO+VAC = probiótico + vacina) e cinco repetições. Os parâmetros avaliados no ensaio in vivo foram a taxa de sobrevivência, lisozima, burst respiratório dos fagócitos, IgM total, expressão de genes ligados a resposta imune e análise do perfil microbiano intestinal (metagênomica). Os dados foram submetidos à análise de homocedasticidade, variância (ANOVA) e pelo teste de Tukey (P<0,05). As bactérias probióticas L. plantarum e Enterococcus faecium foram as únicas que apresentaram halo de inibição, com os valores de 24,90±0,89 mm e 20,10±1,32 mm de diâmetro respectivamente. O probiótico comercial selecionado para o ensaio in vivo foi o composto por B. subtilis 1,34 x 107 UFC g-1 e L. plantarum 1,51 x 106 UFC g-1, devido ao maior halo de inibição observado nos testes in vitro com S. agalactiae. Os grupos adjuvante (ADJ), vacina (VAC) e probiótico + vacina (PRO+VAC) demonstraram altos níveis de IgM total após 35 dpv (dias pós vacinação). Os grupos vacinados evidenciaram maior taxa de sobrevivência após desafio com S. agalactiae (CON, 40%; ADJ, 57%; PRO ,67%; VAC, 87%; PRO+VAC, 97% ). Este ensaio indica a capacidade da suplementação com dieta probiótica em modular a resposta imune adaptativa v dos peixes vacinados. Ao comparar os grupos vacinados (VAC e PRO+VAC), o probiótico possui efeito sinérgico com a vacinação e proporcionou melhor proteção contra infecção por S. agalactiae. Para as variáveis lisozima e burst respiratório dos fagócitos e expressão gênica, não foram constadas diferenças significativas entre os tratamentos. Os animais alimentados com probiótico (PRO) apresentaram percentagens superiores de abundância de Cetobacterium em relação aos demais tratamentos. Os resultados desta análise sugerem que a vacinação também interfere diretamente no perfil microbiológico intestinal da tilápia-do-nilo. Concluímos que o probiótico comercial AQUA-PHOTO® (B. subtilis e L. plantarum) é capaz de inibir o crescimento in vitro da bactéria patogênica S. agalactiae sorotipo 1-b; a adição do mesmo na dieta de animais vacinados e desafiados com a cepa homóloga de S. agalactiae aumenta a taxa de sobrevivência, além de modificar a composição do perfil microbiano intestinal da tilápia-do-nilo. Portanto, esta medida profilática poderia ser incentivada na criação de tilápias, a fim de diminuir as perdas econômicas e os surtos da doença.


The use of intensive systems in fish production results in a higher occurrence of disease attributed to the bacterium Streptococcus agalactiae, causing great economic losses in the sector. Preventive measures such as sanitary management, vaccination, and the use of immunostimulant products are considered as viable alternatives to significantly reduce the mortality rate. The project aimed to develop an efficient method to prevent Nile tilapia (Oreochromis niloticus) against streptococcosis outbreaks, through the application of probiotics and vaccination. The work was divided into two chapters, with the following objectives: 1º) select commercial probiotic product capable to inhibit bacterial pathogen S. agalactiae and improve the immunomodulatory action of vaccination; 2º) analyze the effect of oral probiotic administration (AQUA-PHOTO®, Bacillus subtilis, and Lactobacillus plantarum) and vaccination on gut microbiota composition of the host. For evaluation of probiotic diets and vaccines against S. agalactiae, the following tests were done: 1-) Determination of inhibitory in vitro ability of commercial probiotics against S. agalactiae, serotype 1-b; 2-) In vivo challenge assay with S. agalactiae, serotype 1-b. The experimental design was completely randomized, vi with five treatments (CON = control; ADJ = adjuvant; PRO = probiotic; VAC = vaccine; PRO + VAC = probiotic + vaccine) and five replicates. The parameters verified in vivo assay were: survival rate, lysozyme, and phagocytes respiratory burst activities, total IgM contents quantification, gene expression related to immune responses and gut microbiota composition (metagenomics). The data were submitted to the analysis of homoscedasticity, variance (ANOVA), and by the Tukey test (P <0.05). The L. plantarum and Enterococcus faecium were the only probiotic bacteria that presented inhibition zones, with halo sizes 24.90±0,89 mm and 20.10±1,32 mm of diameters, respectively. The commercial probiotic selected for the in vivo test was composed of B. subtilis 1.34 x 107 UFC g-1 and L. plantarum 1.51 x 106 UFC g-1, due to the higher inhibition halo observed in vitro test with S. agalactiae. The adjuvant group (ADJ), vaccine (VAC), and probiotic+vaccine (PRO+VAC) demonstrated high total IgM levels, after 35 dpv (days after vaccination). The vaccinated groups showed higher survival rates after the S. agalactiae challenge (CON, 40%; ADJ, 57%; PRO,67%; VAC, 87%; PRO+VAC, 97%). This assay inferred the capacity of probiotic diet supplementation to modulate the adaptive immune response of vaccinated fish. In comparison to both vaccinated groups (VAC and PRO+VAC), the probiotic had a synergic effect with vaccination and provided better protection against S. agalactiae infection. For other variables lysozyme and phagocyte respiratory burst activities, and gene expression, significative differences were not constated. The animals fed with probiotic diets (PRO) presented superior percentages of Cetobacterium abundance than other treatments. The results of this analysis suggest that vaccination also interferes with the gut microbiota composition of Nile tilapia. We concluded that commercial probiotic product AQUA-PHOTO® (B. subtilis and L. plantarum) is capable to inhibit the in vitro growth of bacterial pathogen S. agalactiae serotype 1-b; the probiotic diet feeding increases the survival rates of vaccinated fish, challenged by S. agalactiae homologous strain, and also maintain the equilibrium balance of gut microbiota composition, reducing the abundance of pathogen genera. Thus, this prophylactic measure may be encouraged to apply in Nile tilapia production, in other to reduce the economic loss and disease outbreaks.

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