Los ß-glucanos 1,3-1-6 mejoran la regeneración de tejidos en el pez cebra (Danio rerio): ventajas potenciales para las aplicaciones acuícolas

En la acuicultura intensiva, los animales deben ser manejados para varios propósitos (por ejemplo, clasificación de peces, transferencia de tanques, transporte y otros) y durante estos procesos, los tejidos se dañan y también ocurren heridas en la piel. Este tipo de lesiones puede provocar la aparición de infecciones secundarias que pueden perjudicar no solo el crecimiento de los peces sino también la supervivencia.

Cuando se produce una lesión o daño tisular, una compleja cascada de señales activa las respuestas inflamatorias. Específicamente, los macrófagos secretan factores de crecimiento y citocinas que atraen queratinocitos y fibroblastos para desencadenar la reparación de tejidos y la formación de cicatrices (Yoshinari y Kawakami, 2011).

En el pez cebra, la fase inicial de la reepitelización de la herida comienza con la migración de células inflamatorias y la formación de tejido de granulación que consiste en macrófagos, fibroblastos, vasos sanguíneos y colágeno (Richardson et al., 2013). Además, es importante resaltar que el pez cebra tiene una capacidad sobresaliente para regenerar las aletas amputadas y los órganos internos lesionados, como el cerebro, el corazón y otros tejidos. Teniendo esto en cuenta, el pez cebra se considera uno de los modelos animales más importantes para los estudios de regeneración de tejidos y la investigación en acuicultura.

Recientemente, para hacer frente a las lesiones que ocurren durante la cría y manipulación de peces, la industria de alimentos acuícolas ha podido emplear una amplia gama de ingredientes y aditivos inmuno-activos para inducir la activación innata del sistema inmune y los macrófagos. Uno de los grupos de ingredientes de alimentos inmunoactivos más estudiados son los β-glucanos, que se caracterizan como homopolímeros de glucosa que tienen una estructura lineal (enlaces 1,3-β-d-glucosídicos) o ramificada con cadenas laterales unidas ( Enlaces 1,6-β-d-glucosídicos).

Una fuente común de ß-glucanos es la pared celular de la levadura de panadería Saccharomyces cerevisiae, y estos carbohidratos en particular se distinguen por una serie de efectos estimulantes sobre el sistema inmunológico, varios estudios ilustran sus efectos sobre el estrés y la resistencia a enfermedades, el proceso de curación de heridas, mejoras en las respuestas a las vacunas y otras. Sin embargo, pocos estudios han abordado los efectos de los ß-glucanos en la regeneración de tejidos, a pesar de que estos procesos son indicadores valiosos de la eficiencia de las células inmunes involucradas en la reparación de tejidos.

Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue investigar los efectos de la inclusión en la dieta de 1,3-1,6 β-glucanos en la regeneración de aletas de pez cebra. Para eso, se extrajeron ß-glucanos de las paredes celulares del Saccharomyces cerevisae usando dos procesos de extracción diferentes.

Materiales y métodos

El experimento se realizó en el Laboratorio de Salud de Animales Acuáticos, Facultad de Medicina Veterinaria, Universidad Nacional de Chungnam en Daejeon, Corea del Sur. Se asignaron al azar 120 peces cebra adultos (tipo salvaje, línea AB) a 12 tanques (capacidad de 3,5 l), 10 individuos por tanque.

Los parámetros de cría de agua fueron los siguientes: 26 ± 0.5 ° C, pH 7.8 ± 0.4, EC 800 ± 74 μs / cm y DO 7.5 ± 0.6 mg / l durante toda la duración del experimento. Se empleó un ciclo de luz: oscuridad de 12: 12 horas, y los peces fueron alimentados con alimento comercial Aqua Tech © (sin ß-glucano), distribuidos cuatro veces al día (9:00 a.m., 12:00 a.m., 3:00 p.m. y 6: 00pm) ad libitum según la 'regla de los cinco minutos' descrita por Lawrence (2007).

En este ensayo se aplicaron dos fuentes diferentes de ß-glucanos 1,3-1,6: (MacroGard®) y el experimental ß-glucanos, 1,3-1,6 ambos de Biorigin ©, Lençóis Paulista, Brasil. Teniendo en cuenta una relación de ingesta de alimento igual a 3.76 por ciento del peso corporal (BW) y un suplemento de ß-glucano de 12.5 mg / kg BW, se incluyeron 352 mg de ß-glucanos 1,3-1,6 por kg de alimento.

Los 12 tanques fueron asignados aleatoriamente a los cuatro tratamientos experimentales (tres réplicas cada uno): (a) CNA (control - no amputado); (b) CA (control - amputado); (c) MI (MacroGard®, amputado) y (d) MII (Experimental 1,3-1,6 ß-glucanos, amputado). Para realizar la amputación de la aleta caudal (Ver Figura 1). Se aplicaron los siguientes procedimientos sugeridos por Poss, Shen y Keating (2000), con algunos ajustes (Fronte et al, 2019).

Las imágenes digitales de la aleta caudal tomadas antes e inmediatamente después de la amputación de la aleta se usaron para identificar individualmente a cada pez observando patrones únicos de aleta. Después de tomar imágenes de cada pez, el área de aleta completa (antes de la amputación) y el área de aleta regenerada (después de la amputación) se midieron digitalmente el 1, 4, 5, 6, 7, 12 y 14 días después de la amputación (DPA) usando ImageJ ® software (Instituto de Salud, Bethesda, MD).

Se usó una prueba de chi-cuadrado para investigar el efecto del tratamiento sobre las tasas de mortalidad. Las diferencias entre tratamientos se probaron luego mediante la prueba de Chi-cuadrado de Yates (las diferencias se consideraron significativas cuando los valores de p fueron inferiores a 0,05). ANCOVA anidado por el tamaño inicial de la aleta (preamputación) se usó para investigar el efecto del tratamiento en el área regenerada de la aleta, en diferentes momentos categorizados. Las diferencias entre tratamientos se probaron mediante la media de Tukey-Kramer; las diferencias se consideraron significativas cuando los valores de p fueron <.05, incluso si también se observaron valores <.01 y <.001.

Resultados

Es importante resaltar que después de la amputación de la aleta, los peces nadaban y comían inmediatamente, y no se observaron signos de estrés. La mortalidad fue limitada durante todo el período experimental; sin embargo, se observaron diferencias estadísticamente significativas (p = .0354) entre el grupo CA y los grupos restantes (ver Tabla 1). El rendimiento de la regeneración de aletas mostró diferencias significativas entre los grupos considerados (ver Tabla 2).

Discusión

Los resultados obtenidos en este estudio nos mostraron claramente que la inclusión de ß-glucanos 1,3-1,6 en la dieta del pez cebra mejora la regeneración de los tejidos y, probablemente, el proceso de curación de heridas. El área regenerada de aleta (RA) del grupo de control amputado (CA) fue significativamente menor que la observada para ambos grupos tratados con ß-glucanos, mientras que no se observaron diferencias estadísticamente significativas para ambos grupos alimentados con ß-glucanos.

Estos hallazgos están bien respaldados y descritos por la ecuación de generación de aletas modelada, que muestra claramente que el grupo CA alcanzó su máxima regeneración diaria de aletas antes de ambos grupos tratados (datos no mostrados - ver artículo original). Otro punto importante a destacar en estos resultados es que los peces estaban nadando y comiendo inmediatamente después del proceso de amputación y no se observaron signos de angustia.

Por lo tanto, los eventos de mortalidad observados podrían estar relacionados con el estrés causado por el manejo y la anestesia repetida durante el experimento, en lugar de la amputación en sí. Por lo tanto, es posible concluir que las tasas de mortalidad más bajas observadas para los grupos alimentados con ß-glucanos 1,3-1,6 pueden deberse a una mayor resistencia al estrés de estos peces en relación con el grupo CA.

Dado que los macrófagos están involucrados en la regeneración de los tejidos, una dieta que incluya ß-glucanos podría afectar positivamente el proceso a través de la activación de los macrófagos y otras vías inmunes. Para una mejor comprensión de esta acción, es importante decir que los macrófagos son las principales células que responden de la respuesta inmune innata.

Expresan receptores de reconocimiento de patógenos (PRR) en sus membranas que les permiten interactuar con patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP). El mecanismo de unión de PRRs-PAMPs activa los macrófagos y, en consecuencia, hospeda la resistencia a las enfermedades y el proceso de reparación de tejidos. El uso de PAMP como inmunoestimulantes en las dietas de pescado se ha informado en gran medida, particularmente los ß-glucanos en la dieta, que es uno de los inmunomoduladores más estudiados en todo el mundo.

Los resultados encontrados en este estudio nos mostraron claramente que los ß-glucanos 1,3-1,6 tuvieron un efecto positivo en el proceso de regeneración de aletas de pez cebra. En particular, la administración de 12.5 mg / kg BW de ß-glucanos mejoró la regeneración de tejidos en el pez cebra y promovió la cicatrización de heridas.

También es importante tener en cuenta que los diferentes procesos de extracción de las dos preparaciones de 1,3-1,6 ß-glucano utilizadas no afectaron su eficacia. Basado en el mecanismo del sistema inmune innato, el proceso de regeneración de tejidos y el mecanismo de estimulación inmune de 1,3-1,6 ß-glucano en teleósteos, estos resultados podrían extenderse potencialmente a especies de interés para el sector de la acuicultura.

Autor: João Fernando Albers Koch, Gerente Técnico Global de Biorigin

Fuente: International aquafeed

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