Diagnosis of vibriosis in the era of genomics: lessons from invertebrates.

Global changes linked to increases in temperature and ocean acidification, but also to more direct anthropogenic influences such as aquaculture, have caused a worldwide increase in the reports of Vibrio-associated illnesses affecting humans and also animals such as shrimp and molluscs. Investigation of the emergence of Vibrio pathogenesis events requires the analysis of microbial evolution at the gene, genome and population levels, in order to identify genomic modifications linked to increased virulence, resistance and/or prevalence, or to recent host shift. From a more applied point of view, the elucidation of virulence mechanisms is a prerequisite to devising prophylactic methods to fight infectious agents. In comparison with human pathogens, fairly little is known about the requirements for virulence in vibrios pathogenic to animals. However, the advent of genome sequencing, especially next-generation technologies, the possibility of genetically manipulating most of the Vibrio strains, and the recent availability of standardised animals for experimental infections have now compensated for the considerable delay in advancement of the knowledge of non-model pathogens such as Vibrio and have led to new scientific questions.

Nous assistons actuellement à un accroissement mondial du nombre de maladies imputables à Vibrio rapportées aussi bien chez l'homme que chez des espèces animales comme les crevettes et les mollusques, dû aux changements planétaires liés à l'augmentation des températures et à l'acidification des océans, parmi d'autres influences plus directement associées à l'activité humaine, notamment l'aquaculture. Les études sur la pathogenèse de l'émergence de Vibrio recourent à des analyses de l'évolution microbienne tant au niveau génétique et génomique qu'à l'échelle des populations, de manière à identifier les modifications génomiques associées à l'accroissement de la virulence, de la résistance et/ou de la prévalence, ainsi que l'extension récente des spécificités d'hôte. D'un point de vue plus pratique, l'élucidation des mécanismes de virulence est une condition préalable à la conception de méthodes prophylactiques permettant de lutter contre les agents infectieux. Les critères de virulence des Vibrio pathogènes pour les animaux sont beaucoup moins connus que ceux des agents pathogènes affectant l'être humain. Néanmoins, l'avènement des techniques de séquençage du génome, en particulier celles de nouvelle génération, la possibilité de soumettre la plupart des souches de Vibrio à des manipulations génétiques et la standardisation récente de modèles animaux pour des essais d'infection expérimentale ont permis de rattraper une grande partie du retard des connaissances sur les agents pathogènes non utilisés comme modèles tels que Vibrio, en suscitant de nouvelles questions scientifiques.

Los cambios planetarios ligados no solo al incremento de las temperaturas y la acidificación de los océanos, sino también a factores antrópicos que ejercen una influencia más directa, como la acuicultura, se han traducido en un aumento mundial del número de casos notificados de patologías asociadas a Vibrio, ya sea en el ser humano o en animales como camarones o moluscos. Para investigar la aparición de episodios patógenos causados por Vibrio es preciso analizar la evolución microbiana a nivel génico, genómico y poblacional con el fin de determinar las modificaciones genómicas relacionadas con un aumento de la virulencia, la resistencia y/o la prevalencia o con un cambio reciente de organismo anfitrión. Desde un punto de vista más aplicado, para concebir métodos profilácticos destinados a combatir a los agentes infecciosos es indispensable dilucidar previamente los mecanismos de la virulencia. En comparación con los patógenos humanos, poco se sabe acerca de los factores que determinan la virulencia en los vibrios patógenos para los animales. Sin embargo, gracias al advenimiento de la secuenciación genómica, en especial de las técnicas de secuenciación de próxima generación, a la posibilidad de manipular genéticamente la mayoría de las cepas de Vibrio y a la existencia desde hace poco tiempo de animales estandarizados con los que proceder a infecciones experimentales, ya se ha podido compensar el considerable retraso que existía en el conocimiento de patógenos que no constituyen «organismos modelo¼ para la ciencia, como es el caso de Vibrio, lo que a su vez ha abierto nuevos interrogantes científicos.

Utilização comparativa de enrofloxacino, probiótico (Lactobacilus plantarum) e propionato de sódio na larvicultura de camarão branco do pacífico / Comparative use of enrofloxacin, probiotic (Lactobacillus plantarum) and sodium propionate in pacific white shrimp larvae / Utilización comparativa de enrofloxacino, probiótico (Lactobacillus plantarum) y propionato de sodio en larvicultura de camarón blanco del pacífico

O objetivo do presente trabalho foi avaliar métodos de controle e tratamento de bacterioses na larvicultura de Litopenaeus vannamei, avaliando o uso contínuo de probiótico e o uso pontual de enrofloxacino 15mg.L-1 e propionato de sódio 0,5 mM.L-1 nos momentos de metamorfose sobre os, parâmetros zootécnicos e microbiológicos (larvas e da água). Foram utilizadas 16 unidades de 60L, povoadas na densidade de 325 náuplios.5L-1, divididos em três tratamentos: enrofloxacino, probiótico, propionato de sódio e controle. O enrofloxacino e o propionato foram ministrados em protozoea 3, misis 3 e pós-larva 4 e o probiótico foi ministrado na ração ao longo de todo o experimento. O probiótico aumentou as contagens de bactérias ácido-láticas em relação aos demais tratamentos na água de cultivo (p=0,00001) e em relação ao enrofloxacino e o proprionato nas larvas (p=0,0048). A água do tratamento com probiótico apresentou menor contagem de Vibrio spp. que o enrofloxacino (p=0,0011) e as larvas tratadas com probiótico apresentaram menor contagem de Vibrio spp. que o propionato (p=0,0158). Contudo, não foi observada diferença nos índices zootécnicos avaliados. Assim, os aditivos na dose utilizada não alteram parâmetros zootécnicos da larvicultura do camarão L. vannamei.

The purpose of this study was to assess control and treatment methods for bacterial diseases in Litopenaeus vannamei, evaluating the continuous use of probiotics and occasional use of 15mg-L-1 enrofloxacin and 0.5-mM.L-1 sodium propionate at the morphological change moments on the performance and microbiological parameters of larvae and water. A total of 16 60-L units were used, stocked with 325 nauplii/5L-1, divided into three treatments and one control. Enrofloxacin and propionate were administered into protozoea 3, misis 3 and 4, and post-larvae 4, while the probiotic was administered in the feed throughout the experiment. The probiotic increased the counts of lactic acid bacteria in relation to the other treatments in the culture water (p = 0.00001) and in relation to enrofloxacin and propionate in larvae (p = 0.0048). The treatment water with probiotic had lower counts of Vibrio ssp. than enrofloxacin (p = 0.0011) and larvae treated with probiotic showed lower counts of Vibrio ssp. that propionate (p = 0.0158). However, no difference was observed in the performance indexes assessed. Thus, it can be concluded that additives in the assessed doses did not influence the performance parameters of L. vannamei.

El objetivo del presente trabajo fue evaluar métodos de control y tratamiento de enfermedades bacterianas en larvicultura de Litopenaeus vannamei, evaluando el uso continuo de probiótico y el uso puntual de 15 mg.L-1 de enrofloxacino y 0,5 mM.L-1 de propionato de sodio en momentos de metamorfosis sobre los parámetros zootécnicos y microbiológicos (larvas y del agua). Se han utilizado 16 unidades de 60L, pobladas en la densidad de 325 nauplios.5L-1, divididos en tres tratamientos: enrofloxacino, probiótico, propionato de sodio y control. El enrofloxacino y el propionato fueron suministrados en protozoea 3, misis 3 y postlarva 4 y el probiótico suministrado en alimento durante el transcurso del experimento. El probiótico aumentó el contaje de bacterias ácido-lácticas en correlación a los demás tratamientos en agua de cultivo (p=0,0001) y las larvas en relación al enrofloxacino y el propionato en las larvas (p=0,0048). El agua del tratamiento con probiótico presentó menor contaje de Vibrio spp. que el enrofloxacino (p=0,0011) y las larvas tratadas con probiótico presentaron menor contaje de Vibrio spp. que el propionato (p=0,0158). Sin embargo, no se ha observado diferencia en los índices zootécnicos de larvicultura de camarón L. vannamei.

Isolation and experimental infection with Vibrio alginolyticus in the sea horse, Hippocampus reidi Ginsburg, 1933 (Osteichthyes: Syngnathidae) in Brazil / Isolamento e infecção experimental de Vibrio alginolyticus em cavalo-marinho, Hippocampus reidi Ginsburg, 1933 (Osteichthyes: Syngnathidae) no Brasil

The aim of this study was to evaluate the pathogenicity of Vibrio alginolyticus isolated from an outbreak of sea horse Hippocampus reidi reared in the State of Santa Catarina, Brazil, by experimental infection. Sea horses with necrosis on the mouth epithelium were collected from aquaria at the Aquaculture Department, UFSC and the bacterium isolated from the mouth, liver, heart and blood in tiosulphate citrate bilesalt sucrose agar broth. The strains were identified by API 20E kit with 99.1 percent probability as Vibrio alginolyticus. Twelve adult sea horses (9.63 ± 2.42 g and 15.12 ± 0.87 cm) were distributed in six aquaria of 10 L capacity with aerated sea water. Fish from three aquaria were submitted to an immersion bath in a solution containing 1.0 × 10(7) CFU of V. alginolyticus/mL for 15 minutes. Fish from the other three aquaria received the same procedure without bacteria. Twenty four hours after this challenge, 100 percent mortality was observed in the animals infected with V. alginolyticus. No mortality was observed in non-infected fish. Hyperplasia, displacement and fusion of secondary lamellae of the gills; leukocyte infiltration and necrotic foci in the kidney; hyperplasia, sinusoidal deformation and necrotic foci in the liver were observed in histopathological analysis. The V. alginolyticus isolated in this study was pathogenic to H. reidi and constitutes an important sanitary problem to its culture.

Foi avaliado por meio de infecção experimental a patogenicidade de Vibrio alginolyticus isolado de um surto de enfermidade em cavalo-marinho Hippocampus reidi cultivado no Estado de Santa Catarina, Brasil. Os peixes com necroses no epitélio bucal foram coletados em aquários do Departamento de Aquicultura, UFSC e as bactérias isoladas da boca, fígado, coração e sangue em meio Agar tiossulfato citrato bile sacarose. Os isolados foram identificados pelo kit API 20E como Vibrio alginolyticus com 99,1 por cento de probabilidade. Doze peixes adultos (9,63 ± 2,42 g e 15,12 ± 0,87 cm) foram distribuídos em seis aquários de 10 L com água marinha e aeração. Peixes de três aquários foram submetidos a um banho de imersão por 15 minutos em uma solução contendo 1,0 × 10(7) UFC de V. alginolyticus/mL. Nos outros três aquários realizou-se o mesmo procedimento sem a bactéria. Vinte e quatro horas após o desafio, 100 por cento de mortalidade foi observada nos animais infectados com V. alginolyticus. Não houve mortalidade nos peixes não infectados. Nas análises histopatológicas, foi observado hiperplasia, deslocamento do epitélio e fusão das lamelas secundárias das brânquias; infiltração de leucócitos e necrose no rim; hiperplasia, deformação sinusoidal e necrose no fígado nos animais desafiados com V. alginolyticus. O V. alginolyticus isolado neste estudo foi patogênico para H. reidi, constituindo-se de um importante problema para seu cultivo.

Avaliação de bacterina e Lactobacillus plantarum frente à infecção experimental por Vibrio harveyi em pós-larvas de Litopenaeus vannamei / Evaluation of bacterin and Lactobacillus plantarum front an experimental infection of Vibrio harveyi in pos-larvae of Litoenaeus vannamei

Objetivou-se averiguar o efeito da bactéria Lactobacillus plantarum e células inativas das bactérias Vibrio alginolyticus, Aeromonas salmonicida e Pasteurella multocida na sobrevivência larval de Litoenaeus vannamei, no teste de estresse e infecção experimental com Vibrio harveyi. Foram utilizados tanques cônicos de 30 L, povoados com 400 larvas cada, no estádio de pós-larva cinco. Tratamentos em triplicatas foram consistidos de: 1: ração comercial (controle), 2: ração comercial + bacterina via oral na artemia, 3: ração comercial + bacterina via imersãoe 4: ração comercial com inóculo de Lactobacillus plantarum. A aplicação da bacterina ocorreu seis horas antes da infecção e do teste de estresse; enquanto o Lactobacillus plantarum foi administrado por 15 dias antes dos desafios. As pós-larvas do tratamento 4 (ração suplementada com L. plantarum) obtiveram maior índice de sobrevivência no teste de estresse (87,86 ± 2,35%), seguido dos tratamentos 2 e 3 (bacterina via imersão e oral) com 81,54±1,50% e 80,16 ± 2,15% respectivamente, superiores ao índice do controle (72,63 ± 3,34%).Já no desafio com V. harveyi, os animais do grupo tratado com a adição de bacterina via imersão apresentaram maior sobrevivência(79,60 ± 7,12%). As pós-larvas dos tratamentos com bacterina via oral na artêmia e alimentadas com o probiótico L. plantarum,apresentaram sobrevivências de 65,60 ± 5,18% e 69,60 ± 10,43 %,respectivamente, sendo superiores ao controle (56,4 ± 5,58%), quando desafiados com V. harveyi. Os resultados demonstram que ouso de ração com L. plantarum e bacterina aumentam a sobrevivência das pós-larvas de L. vannamei frente aos testes de estresse e infecções experimentais com V. harveyi.

This study aimed to verify the effect of probiotics and inactivated cells of bacterias such as Vibrio alginolyticus, Aeromonas salmonicida and Pasteurella multocida in larvae survival of Litopenaeus vannamei, in stress test and experimental infection with Vibrio harveyi. Conic tanks of 30L, were stocked with 400 post-larvae stage five. Four experimental treatments with triplicates consisted of: 1: commercial feed (control),2: commercial feed plus bacterin by oral administration in artemia, 3:commercial feed plus bacterin by immersion administration, 4:commercial feed with Lactobacillus plantarum inoculation. Bacterin application was conducted 6h before the infection and stress test, while probiotic administration was for 15 days before challenges. In stress test, post-larvae of treatment 4 (commercial feed supplemented with Lactobacillus plantarum) with reached the highest survival rate(87,86 ± 2,35%) followed by the ones of treatment 3 and 2 (bacterimby immersion and bacterim by oral administration in artemia) with 81,54±1, 50% and 80,16 ± 2,15%, respectively, which were superior to the control treatment (72,63 ± 3,34%). Next to V. harveyi challenge, animals from treatment 3 presented the highest survival rate (79,60 ±7,12%) followed by treatments 4 (69,60 ± 10,43%), 2 (65,60 ± 5,18%)and control (56,4 ± 5,58%). All treatments were different from control. The present results demonstrate the possible use of L. plantarum and bacterin as promoters in survival rates of L. vannamei post-larvae in the stress tests and challenges with Vibrio harveyi.