El ácido oleico como potencial inmunoestimulante en las vías metabólicas de alevines de mero híbrido (Epinephelus fuscoguttatus × Epinephelus lanceolatus) infectados con Vibrio vulnificus

Aug 05, 2023

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 12830 (2023) Citar este artículo

461 Accesos

1 altmétrica

Detalles de métricas

La cultura del mero se ha ido expandiendo en Malasia debido a la enorme demanda a nivel local y global. Sin embargo, debido a enfermedades infecciosas como la vibriosis, la tasa de mortalidad de peces aumentó, lo que ha afectado la producción de mero. Por lo tanto, este estudio se centra en el perfil metabólico de los meros infectados supervivientes alimentados con diferentes formulaciones de dietas de ácidos grasos que actuaron como inmunoestimulantes para que los peces lograran un crecimiento y un rendimiento de salud deseables. Después de una prueba de alimentación de seis semanas y una semana de exposición postbacteriana, se tomaron muestras del mero infectado superviviente para análisis por GC-MS. Para la extracción de metabolitos, se aplicó un método de extracción con metanol/cloroformo/agua (2:2:1,8) a los órganos inmunes (bazo e hígado) del mero infectado superviviente. Luego se analizaron los patrones de distribución de metabolitos entre los grupos experimentales utilizando una plataforma metabolómica. Supuestamente se identificaron un total de 50 y 81 metabolitos a partir de muestras de bazo e hígado, respectivamente. Nuestro análisis adicional identificó que el metabolismo de la glicina, la serina y la treonina, y el metabolismo de la alanina, el aspartato y el glutamato tenían las vías más afectadas, respectivamente, en muestras de bazo e hígado de mero infectado sobreviviente. Los metabolitos muy abundantes en el bazo encontrados en estas vías fueron glicina (20,9%), l-treonina (1,0%) y l-serina (0,8%). Mientras tanto, en el hígado se encontró que la l-glutamina (1,8%) y el ácido aspártico (0,6%) eran muy abundantes. Curiosamente, entre los grupos de dieta de pescado, el mero alimentado con una dieta de ácido oleico produjo más metabolitos con un porcentaje de área mayor en comparación con las dietas de control. Los resultados obtenidos de este estudio aclaran que el uso de ácido oleico como inmunoestimulante en la formulación de alimentos para peces afecta a más metabolitos relacionados con el sistema inmunológico que otras dietas formuladas para meros infectados con vibriosis.

Los meros se encuentran entre los peces marinos tropicales populares que han sido ampliamente cultivados y capturados no sólo en Malasia sino también en otros países de la región de Asia y el Pacífico, como Taiwán, Indonesia, China y Japón1. En Malasia, el mero híbrido (E. fuscoguttatus hembra × E. lanceolatus macho) se produjo por primera vez en el Instituto de Investigación Marina de Borneo de la Universidad Malasia Sabah2. Desde entonces, el mero híbrido se ha convertido en el pez marino de rápido crecimiento en la región del Sudeste Asiático3. Para mejorar la productividad y satisfacer la demanda del mercado, en muchas piscifactorías se cultivan meros de forma intensiva. Sin embargo, las prácticas de maricultura intensiva, como la alta densidad de población, habían causado efectos negativos en lo que respecta al rendimiento del crecimiento y la susceptibilidad del mero a las enfermedades infecciosas4.

La vibriosis ha sido considerada una de las enfermedades más comunes que causa graves pérdidas económicas en una amplia gama de especies de peces marinos cultivados4,5. En estudios previos, se ha informado que las principales mortalidades en varias granjas acuícolas de mero fueron causadas por infección por vibriosis6,7,8,9,10,11. Según un informe anterior, la infección por vibriosis se había extendido entre los meros cultivados en Malasia, donde la presencia de Vibrio spp. incluyendo Vibrio communis (28%), Vibrio parahaemolyticus (25%), Vibrio alginolyticus (19%) y Vibrio vulnificus (14%) se detectaron principalmente en granjas de meros10. En otro estudio, un brote de vibriosis había provocado más del 50% de mortalidad en meros cultivados en jaulas de aguas profundas en Langkawi. Según el informe, dos Vibrio spp principales. Se identificaron entre ellos V. vulnificus y V. alginolyticus12. Después de la infección con Vibrio, los peces generalmente desarrollan varios síntomas que incluyen decoloración de la piel, hemorragia externa, necrosis branquial, lesiones en la piel, hígado hemorrágico y, por último, letalidad13,14. Aparte de las infecciones de animales acuáticos, Vibrio spp. También es responsable de la contaminación de los alimentos, especialmente los mariscos. Vibrio vulnificus, V. parahaemolyticus y Vibrio cholerae se encuentran entre las infecciones transmitidas por alimentos más comunes en humanos15.

En general, los enfoques actuales, como los antibióticos, se han utilizado para controlar y prevenir la infección por patógenos. Sin embargo, la aparición de cepas de bacterias resistentes a los antibióticos plantea un serio desafío para la eficacia de los antibióticos16. En otro estudio, algunos antibióticos pueden causar efectos de estrés oxidativo en los peces, por ejemplo, el florfenicol que elevó la superóxido dismutasa (SOD), la catalasa (CAT) y el malondialdehído (MDA) de la lubina europea (Dicentrarchus labrax)17. La agregación y desequilibrio de estos radicales libres podría causar daño a células y tejidos18. Por esta razón, es imperativo encontrar nuevas alternativas que proporcionen una buena nutrición a los animales acuáticos de cultivo y al mismo tiempo garanticen la calidad de los alimentos, la seguridad y la sostenibilidad ambiental. Dado que los antibióticos mostraron algunas restricciones en su uso en la acuicultura, el desarrollo de aditivos como aminoácidos, ácidos orgánicos y ácidos grasos como inmunoestimulantes aportó nuevos conocimientos y estrategias para controlar las enfermedades infecciosas en la piscicultura19. Según Sankian et al.20, un experimento de dieta de alimentación realizado en pez mandarín, Siniperca scherzeri con aceite de soja y aceite de linaza que comprende componentes de ácidos grasos como ácido oleico, ácido linoleico y ácido α-linoleico demostró una mejora notable en su supervivencia y crecimiento. actuación. Según nuestro estudio anterior, los metabolitos clave del grupo de los ácidos grasos, a saber, ácido oleico, ácido esteárico, ácido palmítico, ácido behénico, ácido palmitoleico, ácido cis-erúcico y ácido 8,11-eicosadienoico, son abundantes en el mero que sobrevivió al V. infección vulnificus21. Este hallazgo es consistente con el estudio de Natnan et al.22, quienes demostraron que las sustancias exógenas de ácido oleico, ácido palmítico, ácido esteárico y ácido behénico en la formulación del alimento pueden aumentar la respuesta inmune y al mismo tiempo ayudar a mejorar la supervivencia22.

Las revisiones anteriores de las estrategias ómicas contribuyen a mejorar numerosos aspectos de la cadena de valor de la acuicultura al comprender no solo las variaciones genéticas de los peces, sino también los metabolitos clave y los cambios en la expresión de proteínas que están involucrados en la respuesta inmune a las enfermedades infecciosas de los peces23. Las revisiones destacaron que el uso de la aplicación ómica proporcionó importantes contribuciones a la mejora futura de la productividad y la calidad de las piscifactorías24,25. En este estudio, se seleccionó un enfoque metabolómico que utiliza técnicas metabolómicas basadas en GC-MS porque genera patrones de fragmentos moleculares reproducibles con alta resolución cromatográfica y una base de datos sólida a partir de picos identificados, que ayudan directamente a proporcionar información sobre las respuestas metabólicas de los peces y las vías para informar. nuevos descubrimientos sobre las propiedades físicas y bioquímicas de los peces26, particularmente en respuesta a la enfermedad de vibriosis. Este estudio también intentó caracterizar y diana los metabolitos correspondientes al mero infectado superviviente alimentado con cuatro potenciales diferentes de inmunoestimulantes de ácidos grasos.

Después de seis semanas de prueba de alimentación y una semana de desafío posbacteriano, se calculó la tasa de supervivencia del mero en cada grupo de alimentación. Existe un porcentaje importante de dieta con ácido oleico (63,3%), dieta con ácido esteárico (53,3%), dieta con ácido palmítico (53,3%), dieta con ácido behénico (50,0%) y dieta control (43,3%). La Figura 1 muestra las colonias de Vibrio sp. creció en la placa de agar TCBS. Las colonias amarillentas indicaron la presencia de Vibrio sp. bacterias aisladas de las muestras de peces infectados con V. vulnificus.

Vibrio crece en la placa de agar TCBS extraída de las branquias del pescado.

El análisis metabolómico basado en GCMS se realizó en muestras de hígado y bazo del mero infectado que sobrevivió. La Figura 2 presenta los metabolitos totales identificados en el hígado y el bazo. Se identificaron un total de 91 metabolitos en muestras de hígado y bazo del mero infectado, que pertenecen a varias clases principales, incluidos aminoácidos (25,3%), carbohidratos (22,0%), ácidos grasos (6,6%) y un compuesto orgánico. (27,5%). Además, otros metabolitos (18,7%) se clasificaron en aldehído, alcano, nitrilo, compuestos inorgánicos, hidrocarburos, siloxano, pirimidina y ácido monocarboxílico. En el hígado, se identificaron 81 metabolitos en comparación con sólo 50 metabolitos identificados en el bazo.

Comparación del total de metabolitos identificados entre hígado y bazo.

La Figura 3 muestra la comparación de los metabolitos totales presentes en el hígado y el bazo de meros infectados que sobrevivieron y alimentados con cinco dietas formuladas diferentes. Según el resultado, el mayor número de metabolitos identificados en el hígado fue para el mero alimentado con la dieta con formulación de ácido oleico (49 metabolitos), seguido de otros grupos de dietas formuladas con ácidos grasos, incluido el ácido palmítico; 45 metabolitos, ácido behénico; 37 metabolitos, ácido esteárico; 42 metabolitos y control; 42 metabolitos. Mientras tanto, en el bazo, el mayor número de metabolitos identificados fue para el mero alimentado con la dieta de control (39 metabolitos) seguido de la dieta de ácido palmítico (29 metabolitos), dieta de ácido behénico (25 metabolitos) y dieta de ácido oleico (24 metabolitos). y dieta con ácido esteárico (20 metabolitos).

La comparación del total de metabolitos identificados en la muestra de hígado y bazo de mero desafiado correspondió a diferentes formulaciones de alimento C; alimentados con la dieta control, OA; alimentados con dieta de ácido oleico, PA; alimentados con la dieta de ácido palmítico, BA; alimentados con dieta de ácido behénico y SA; alimentados con la dieta de ácido esteárico. Letras diferentes indican diferencias significativas (p < 0,05) y * indicaron diferencias no significativas entre los grupos de dieta (p > 0,05).

Dos clases principales compuestas por aminoácidos y carbohidratos mostraron la mayor cantidad de metabolitos detectados en el hígado y el bazo de todos los grupos de tratamiento de alimentación, lo que indica que los peces produjeron metabolitos importantes en respuesta a la infección por Vibrio. En la dieta de control, se detectaron metabolitos de carbohidratos más altos en las muestras de hígado (14) en comparación con las muestras de bazo (11). El número total de metabolitos de aminoácidos en el hígado y el bazo fue de 9 y 13, respectivamente. Los metabolitos de ácidos grasos tuvieron la detección de metabolitos más baja, con un metabolito detectado en el hígado y el bazo del grupo de dieta de control. Para los meros alimentados con ácido oleico, los metabolitos de aminoácidos se detectaron en mayor cantidad en el hígado (15), y en el bazo (10), es el tercer metabolito más alto detectado en comparación con otros grupos de dietas alimenticias. El mero que se alimentaba de ácido oleico también exhibió muchos otros metabolitos en el hígado, incluidos carbohidratos (13), ácidos grasos (6) y ácidos orgánicos (9). Mientras tanto, en el bazo, se detectaron metabolitos menores, incluidos carbohidratos (6) y ácidos orgánicos (4). Para otras formulaciones dietéticas, incluidos el ácido palmítico, el ácido behénico y el ácido esteárico, se detectaron metabolitos en cantidades similares, y se detectaron cantidades mayores en muestras de hígado en comparación con muestras de bazo (Fig. 3).

Para estos datos no distribuidos normalmente se realizó la prueba no paramétrica de Kruskal-Wallis utilizando el programa de software estadístico SPSS 25.0. El análisis demostró que las cinco dietas formuladas no tuvieron ningún efecto significativo (p > 0,05) sobre el mismo grupo de metabolitos. Sin embargo, al analizar entre diferentes grupos de compuestos, sus metabolitos totales mostraron significancia diferente (p <0,05).

En la Tabla complementaria 1 se muestra una lista de todos los metabolitos identificados. A continuación se muestra el porcentaje de área de metabolitos en muestras de hígado y bazo. En el hígado, los compuestos de carbohidratos que incluyen d-galactosa (entre 41,5% y 58,2%) se produjeron en niveles más altos, seguidos por d-glucosa (entre 7,5% y 11,0%), timol-α-d-glucopiranósido (entre 4,2% a 10,9%), d-manosa (entre 1,8% y 7,9%) y d-ribosa (entre 1,3% y 1,9%). También se encontraron metabolitos similares en el bazo, donde se produjo d-galactosa (entre 21,0% y 45,9%) en niveles más altos, seguida de d-glucosa (entre 7,0% y 10,5%), timol-α-d-glucopiranósido. (entre el 5,3% y el 8,3%), d-manosa (entre el 1,0% y el 4,7%) y d-ribosa (entre el 2,2% y el 3,6%).

Con respecto a los compuestos de aminoácidos, se demostró que la glicina (que oscila entre 7,9% y 13,7%) tiene el porcentaje de área más alto en las muestras de hígado en comparación con otros grupos de dieta (Tabla complementaria 1). Le siguieron la l-valina (1,9%), la l-glutamina (entre el 0,4% y el 1,8%), la N-α-acetil-L-lisina (entre el 0,4% y el 1,7%), la l-treonina (entre 0,2% a 0,9%), L-leucina (0,1% a 0,7%), L-serina (entre 0,2% y 0,4%) y L-isoleucina (entre 0,1% y 0,3%). De manera similar, en el bazo, la glicina (que oscila entre el 14,2 % y el 20,9 %) tiene el mayor porcentaje de área, seguida de la l-valina (que oscila entre el 0,1 % y el 12,31 %), la l-glutamina (que oscila entre el 1,6 % y el 6,4 %), ácido l-aspártico (entre 2,2% y 3,6%), l-alanina (entre 1,8% y 3,2%), ácido piroglutámico (1,2%), l-treonina (0,4% y 1,0%) y l-serina (0,3%). % al 0,8%). Los metabolitos del ácido oleico (1,49%) solo se pueden encontrar en muestras de hígado de mero alimentado con ácido oleico en la dieta. La mayoría de los ácidos grasos también se pueden encontrar en el ácido oleico de la dieta del mero, incluido el ácido oleico. ácido octadecanoico (0,2%), ácido hexadecanoico (3,17%) y ácido 9,12-octadecadienoico (0,4%). (Tabla complementaria 1).

La distribución de los metabolitos significativamente diferentes se muestra a continuación en el diagrama de Venn. Según la Fig. 4, se identificó una mayor cantidad de metabolitos únicos en el hígado, con un total de 41 metabolitos en comparación con 10 metabolitos identificados en el bazo del mero infectado que sobrevivió. También se observa que hay 40 metabolitos presentes tanto en el hígado como en el bazo del mero infectado que sobrevivió.

Diagrama de Venn de la distribución general de metabolitos en el hígado y el bazo del mero infectado que sobrevivió en todos los tratamientos de alimentación.

Mientras tanto, el diagrama de Venn que se muestra en la Fig. 5 demostró similitudes y diferencias más completas entre los metabolitos en el hígado y el bazo del mero híbrido infectado que sobrevivió para cinco dietas formuladas diferentes. Según la Fig. 5, se detectaron con éxito un total de 21 metabolitos en el hígado de todos los grupos de dieta, incluidos seis aminoácidos (l-glutamina, glicina, l-isoleucina, l-leucina, l-treonina y l-serina). , ocho carbohidratos (α-D-galactopiranosa, α-D-manopiranósido, d-galactosa, d-glucosa, d-ribosa, glucopiranosa, d-manosa y timol-alfa-d-glucopiranósido), cinco compuestos orgánicos (ácido málico , ácido pentanodioico, ácido butanodioico, silanamina y 1,4-butanodiol) y otros dos metabolitos (silanol y trisiloxano). Además, el mero alimentado con una dieta de ácido oleico produce la mayor cantidad de metabolitos únicos (10 metabolitos). En este estudio, los metabolitos únicos se refieren a aquellos metabolitos identificados sólo en una dieta de grupo de alimentación particular. De los metabolitos únicos extraídos del hígado de mero alimentado con ácido oleico, los metabolitos identificados son del grupo de ácidos grasos que comprende ácido hexanodioico, ácido 9,12-octadecadienoico, ácido octadecanoico, ácido oleico y ácido trans-13-octadecenoico. Se identificaron otros metabolitos únicos del grupo de aminoácidos (ácido aspártico, DL-ornitina, l-valina) y del grupo de compuestos inorgánicos (ácido carbónico y heptasiloxano).

El diagrama de Venn representa las similitudes y diferencias de los metabolitos identificados obtenidos de dos órganos inmunes (hígado y bazo) de mero híbrido infectado alimentado con cinco dietas formuladas diferentes. C; infectados y alimentados con la dieta de control, OA; infectados y alimentados con ácido oleico, PA; infectados y alimentados con ácido palmítico, BA; infectados y alimentados con ácido behénico y SA; infectados y alimentados con ácido esteárico.

Al igual que en las muestras de bazo (Fig. 5), se identificaron con éxito 12 metabolitos en los cinco grupos de dieta, que incluyen cinco de la clase de aminoácidos (l-alanina, l-treonina, l-leucina, l-serina y δ-aminolevulínico). ácido), tres de la clase de carbohidratos (d-galactosa, d-glucosa y d-ribosa) y cuatro de otras clases de metabolitos, como metabolitos orgánicos e inorgánicos (ácido pentanodioico, silanamina, silanol y ácido 6-hidroxi-2-aminohexanoico). ). A diferencia de los resultados del hígado, el mayor número de metabolitos únicos se produjo en el mero alimentado con una dieta de control (ocho metabolitos), seguido del mero alimentado con una dieta de ácido oleico (cinco metabolitos). Los metabolitos únicos extraídos del bazo del mero alimentado con una dieta de control consistían en aminoácidos (cisteína y l-metionina), carbohidratos (α-D-manopiranósido y d-fructosa), ácidos grasos (ácido propanoico) y compuestos orgánicos. (ácido pipecólico, pirimidina y ácido fosfórico). Mientras tanto, para el mero alimentado con una dieta de ácido oleico, los metabolitos identificados son del grupo de aminoácidos que comprende ácido piroglutámico, d-prolina y d-leucil-d-leucina, mientras que del grupo de compuestos orgánicos, los metabolitos que comprenden ácido 4-aminometilciclohexanocarboxílico y tris. (trimetilsiloxi)etileno.

Las comparaciones entre los metabolitos del hígado y el bazo se realizaron con análisis de componentes principales (PCA) y análisis discriminante de mínimos cuadrados parciales (PLS-DA). Aquí, se observó un patrón de separación entre órganos mediante PCA y PLS-DA con el porcentaje de varianza total para PCA (R2X = 0,427, R2Y = 0,083) y el análisis PLS-DA (R2X = 0,305, R2Y = 0,192) fueron 51,0% y 49,7 % respectivamente. Como se muestra en la Fig. 6a, el gráfico de PCA no mostró grupos distintos entre los metabolitos del hígado y del bazo después de la exposición a V. vulnificus. Además, un análisis adicional utilizando el gráfico PLS-DA como en la Fig. 6b muestra una discriminación entre los metabolitos del hígado y del bazo. Esta observación sugirió que los metabolitos se producen únicamente entre el hígado y el bazo en respuesta a la infección por Vibrio. Se realizaron análisis distantes al modelo (DModX) para los datos del hígado y el bazo, ya que se observó que LBA2 y LSA3 se separaban de los demás. A partir del resultado, se observó que el valor DModX era inferior al D-Crit con una probabilidad del 95% de intervalo de confianza que indica que se encontró que las muestras pertenecen al grupo de muestra del modelo y no a valores atípicos. La variable influencia en la proyección (VIP) se generó a partir de un análisis PLS-DA. La Figura 6c se utilizó para identificar metabolitos que son significativos para las diferencias en los órganos del hígado y el bazo. La Figura 6c muestra los principales metabolitos con un valor de puntuación VIP superior a uno que contribuyen a la separación entre órganos, incluidos L-alanina, 1,4-butanodiol, ácido hexadecanoico, α-D-manopiranósido, ácido propanodioico, L-lisina, L- tirosina, ácido butanodioico, α-D-galactopiranosa, ácido 6-hidroxi-2-aminohexanoico y silanol.

Gráfico de puntuación PCA (a) y gráfico de puntuación PLS-DA (b) para metabolitos del hígado y del bazo que representan el patrón de separación de dos órganos diferentes. Muestra de hígado (verde), muestra de bazo (azul). Análisis del gráfico de carga de PLS-DA (c) de los perfiles de metabolitos del hígado y el bazo.

Se llevaron a cabo análisis adicionales utilizando el gráfico de puntuación PCA y PLS-DA para el hígado y el bazo para determinar los patrones de discriminación entre cinco grupos de dieta diferentes. Como se muestra en las Figs. 7a,b, se observó una separación clara similar entre los grupos de alimentación mediante análisis PCA y PLS-DA con el porcentaje de varianza total del hígado para PCA (R2X = 0,335, R2Y = 0,159) y PLS-DA (R2X = 0,335, R2Y = 0,157) fueron 49,4% y 49,2% respectivamente. En cuanto a las muestras de bazo, la Fig. 8a mostró que el gráfico de puntuación de PCA no está agrupado correctamente, lo que puede deberse al pequeño tamaño de las muestras de bazo, lo que hace que la cantidad de metabolitos extraídos se reduzca y la identificación de metabolitos sea más diversificada. Aquí, el resultado del gráfico de puntuación PCA tuvo un porcentaje de varianza total (R2X) del 40,9 % con el valor de puntuación del primer PC (PC1) de 0,243, mientras que el segundo PC (PC2) tuvo un valor de 0,166. Sin embargo, luego se realizó un método supervisado o un análisis PLS-DA, y el resultado mostró una separación distinguida entre cinco grupos de dieta con un porcentaje de varianza total del 36,2% (RX2 = 0,177, R2Y = 0,185) (Fig. 8b).

Gráfico de puntuación PCA (a) y gráfico de puntuación PLS-DA (b) para metabolitos hepáticos que representan el patrón de separación de cinco grupos de muestras diferentes. 1 (verde): control (infectado y alimentado con una dieta de control), 2 (azul oscuro): PA (infectado y alimentado con ácido palmítico), 3 (rojo): BA (infectado y alimentado con ácido behénico), 4 (amarillo) —SA (infectado y alimentado con ácido esteárico), y 5 (azul claro)—OA (infectado y alimentado con ácido oleico).

Gráfico de puntuación PCA (a) y gráfico de puntuación PLS-DA (b) para metabolitos del bazo que representan el patrón de separación de cinco grupos de muestras diferentes. 1 (verde): control (infectado y alimentado con una dieta de control), 2 (azul oscuro): PA (infectado y alimentado con ácido palmítico), 3 (rojo): BA (infectado y alimentado con ácido behénico), 4 (amarillo) —SA (infectado y alimentado con ácido esteárico), y 5 (azul claro)—OA (infectado y alimentado con ácido oleico).

Al hacer referencia a los resultados del gráfico de puntuación PLS-DA del hígado y el bazo (Figs. 7b y 8b), se observaron tres grupos distintos entre los meros infectados que sobrevivieron y fueron alimentados con cinco dietas formuladas diferentes. Específicamente, en las muestras de hígado, el grupo de dieta con ácido palmítico se agrupó con el grupo de dieta con ácido esteárico, el grupo de dieta con ácido behénico se agrupó con el grupo de dieta con ácido oleico, mientras que el grupo de dieta de control se separó más lejos. Mientras tanto, para la muestra de bazo, el ácido palmítico se agrupó con la dieta de ácido behénico y ácido esteárico, mientras que el grupo de ácido oleico y el grupo de control se separaron más lejos. Se observó que los metabolitos producidos por meros infectados supervivientes alimentados con una dieta de ácido oleico son únicos ya que se distribuyeron más lejos de las otras dietas de ácidos grasos, particularmente si se comparan con la dieta de control. Esta observación sugirió que el mero alimentado con una formulación dietética de ácido oleico contribuyó a la activación de la respuesta inmune durante la infección por Vibrio. El hallazgo fue comparable a nuestros resultados anteriores, donde entre diferentes dietas de ácidos grasos probadas en peces, la dieta con formulación de ácido oleico mostró una actividad de respuesta inmune significativamente mayor a través de ensayos inmunológicos, lo que indica que el ácido oleico puede elevar la respuesta inmune de los peces22.

Los metabolitos que influyen en la tendencia de separación en los gráficos de puntuación se pueden encontrar en la Fig. 9. Los metabolitos de discriminación se obtuvieron a partir de datos normalizados utilizando un umbral estadísticamente significativo para los valores de importancia variable en la proyección (VIP) obtenidos del modelo PLS-DA. Los valores de p se calcularon mediante análisis de varianza bidireccional (ANOVA). Las puntuaciones de más de uno para los metabolitos del hígado y el bazo están marcadas en rojo como en la Fig. 9.

Análisis del gráfico de carga derivado de PLS-DA de metabolitos del hígado (a) y del bazo (b) para cinco grupos de dietas diferentes. Los compuestos marcados en rojo indican metabolitos con un valor VIP superior a 1.

Consulte la Tabla 1, hay 23 compuestos con una puntuación VIP de más de uno en el hígado y 12 compuestos con una puntuación VIP de más de uno en el bazo. El valor de la puntuación VIP más de uno representa la contribución de la variable en la estimación y distinción de metabolitos entre las clases de muestra, que en este estudio son los diferentes tipos de dieta formulada. Hay cuatro clases de metabolitos presentes tanto en el hígado como en los órganos del bazo, incluida la glicina (aminoácido), la d-galactosa (carbohidrato), el ácido propanoico (ácido graso), el ácido 4-aminometilciclohexanocarboxílico y la silanamina (compuesto orgánico). El gráfico de carga de PLS-DA en la Fig. 9a, b indica el discernimiento de los metabolitos VIP que contribuye a las diferencias entre el tratamiento de alimentación en las muestras de hígado y bazo.

Se realizó un análisis multivariado mediante análisis de agrupamiento jerárquico (mapa de calor) para examinar la variación de los metabolitos expresados ​​en el hígado y el bazo de todos los meros infectados supervivientes alimentados con cinco dietas formuladas diferentes (Fig. 10). La diferencia obvia se puede encontrar entre el grupo de control y otros grupos de ácidos grasos. Se observó que el mero que se alimentó con ácidos grasos de la dieta (ácido oleico, ácido palmítico, ácido esteárico y ácido behénico) tenía intensidades relativamente altas de metabolitos en comparación con el grupo de control en las muestras de hígado (Fig. 10a). De manera similar, en las muestras de bazo, se observó que el mero alimentado con ácidos grasos dietéticos (dieta de ácido oleico, ácido palmítico y ácido behénico) tenía intensidades relativamente altas de metabolitos en comparación con la dieta del grupo de control, excepto en el caso del mero alimentado con ácido esteárico. dieta que tiene la menor intensidad de metabolitos que otros grupos de alimentación (Fig. 10b).

Análisis de agrupamiento jerárquico de compuestos de metabolitos detectados en el hígado (a) y el bazo (b) de meros infectados que sobrevivieron y alimentados con cinco formulaciones de alimento diferentes. El color marrón indica una abundancia relativamente alta, el azul representa una abundancia relativamente baja.

El análisis de enriquecimiento de las rutas metabólicas se realizó en el hígado y el bazo de un mero infectado que sobrevivió utilizando MetaboAnalyst 5.0 y se sometió a la base de datos de rutas KEGG. El análisis estadístico de las vías metabólicas se estableció en p < 0,05 para diferencias significativas de metabolitos diferenciales y valores de impacto de las vías en 0,1 > 1,0. El valor de impacto es el valor de impacto de la ruta calculado a partir del análisis de topología de la ruta. Por lo tanto, cuando se comparó el valor de impacto de la vía (0,1 > 1,0), se observó que el metabolismo del ácido linoleico tiene el valor de impacto más alto para el hígado (Fig. 11a), mientras que en el bazo, se observó que la biosíntesis de fenilalanina, tirosina y triptófano tiene el mayor valor. valor de impacto más alto (Fig. 11b). Se sabía que las vías metabólicas con un valor de impacto> 0,1 se consideran las vías más relevantes involucradas en las condiciones del estudio.

Impacto de la vía y importancia estadística de las vías metabólicas identificadas mediante el análisis de enriquecimiento de la vía de los metabolitos. Muestra de hígado (a); muestra de bazo (b). El eje Y muestra un logaritmo negativo del valor p (p < 0,05), indica que las vías con mayor significación estadística se dibujan más arriba en el gráfico.

De treinta y tres vías metabólicas potenciales que se identificaron en las muestras de hígado (Tabla complementaria 2), cuatro vías muestran una diferencia significativa enriquecida (p <0,05) basada en los metabolitos diferenciales, incluida la biosíntesis de aminoacil-ARNt, la biosíntesis de valina, leucina e isoleucina. Metabolismo de alanina, aspartato y glutamato y biosíntesis de ácidos grasos insaturados (Tabla 2). Mientras tanto, en las muestras de bazo, de treinta y cuatro vías metabólicas potenciales que se identificaron (Tabla complementaria 3), siete vías mostraron una diferencia significativa (p <0,05) enriquecida en función de los metabolitos diferenciales, incluida la biosíntesis de aminoacil-ARNt, valina, leucina. y biosíntesis de isoleucina, metabolismo de alanina, aspartato y glutamato, metabolismo de glioxilato y dicarboxilato, metabolismo de glicina, serina y treonina y biosíntesis de arginina (Tabla 2).

Sin embargo, en particular, entre estas vías, el metabolismo de alanina, aspartato y glutamato mostró una diferencia significativa (p <0,05) con el valor de impacto más alto de 0,35 en el hígado (Tabla 2). Mientras que, en el bazo, el metabolismo de la glicina, la serina y la treonina exhibió una diferencia significativa (p <0,05) con el valor de impacto más alto de 0,45 (Tabla 2). Estos resultados sugieren que la vía del metabolismo de la alanina, aspartato y glutamato en el hígado y la vía del metabolismo de la glicina, la serina y la treonina en el bazo desempeñan un papel en la resistencia de los peces a la infección por Vibrio.

Basado en la Fig. 12, el mapa de vías muestra las redes de vías metabólicas relevantes junto con las correspondientes intensidades diferenciales de metabolitos en las muestras de hígado y bazo del mero infectado superviviente alimentado con cinco tipos diferentes de formulación de dieta. Las intensidades altas de metabolitos se pueden observar en los meros alimentados con grupos de formulación de dieta de ácidos grasos, mientras que las intensidades bajas de metabolitos se pueden observar en los meros alimentados con el grupo de dieta de control. Estos datos sugieren que las dietas de control y de ácidos grasos tienen una abundancia diferencial de metabolomas posiblemente relacionados con las respuestas inmunes de los peces. Entre estas vías enriquecidas que se muestran en la Fig. 12, el metabolismo de alanina, aspartato y glutamato se identificó como la vía importante y más afectada (Tabla 2). Esto concuerda con la gran abundancia de metabolitos de l-glutamina y ácido aspártico que se encuentran en el hígado del mero infectado que sobrevivió y que fue alimentado con una dieta de ácido oleico. Para las muestras de bazo, se demostró que la vía enriquecida, es decir, el metabolismo de la glicina, la serina y la treonina, tiene la vía más afectada entre las vías importantes (Tabla 2). Este resultado está en línea con la gran abundancia de glicina, L-treonina y L-serina en la muestra de bazo de meros alimentados con una dieta de ácido oleico en comparación con la dieta de control, como se muestra en la Fig. 12.

Las vías integradas contribuyen a la respuesta inmune del mero frente a la infección por Vibrio basándose en las intensidades del metabolito en las muestras de hígado y bazo del mero infectado que sobrevivió. El azul representa las vías encontradas en el hígado y el bazo que contribuyeron a la supervivencia del mero. El verde representa las vías que contribuyeron a la supervivencia del mero que se encuentran únicamente en el hígado. El naranja representa las vías que contribuyeron a la supervivencia del mero que se encuentran únicamente en el bazo. Los cuadros azules y rojos representaron intensidades aumentadas y disminuidas de metabolitos en las muestras de hígado y bazo para el mero infectado que sobrevivió y alimentado con cinco dietas de peces diferentes. Un cuadro representa las réplicas promedio utilizadas en el estudio y sus intensidades correspondientes.

En este estudio, se utilizaron cuatro ácidos grasos, a saber, ácido oleico, ácido palmítico, ácido behénico y ácido esteárico, como inmunoestimulantes en la formulación de dietas para peces. Se sabe que los ácidos grasos son necesarios para que los peces satisfagan sus necesidades nutricionales específicas en diferentes etapas de su vida27. Además, los ácidos grasos pudieron manipular las respuestas inmunitarias iniciando diversos procesos, incluida la regulación genética, la fluidez de la membrana, la peroxidación lipídica y la producción de eicosanoides para formar la membrana celular28. En nuestro estudio, se observaron e investigaron los efectos de la formulación de alimentos para peces para comparar la relación entre los cambios metabólicos y la administración de inmunoestimulantes. Varios estudios también han demostrado que el uso de inmunoestimulantes podría afectar las actividades metabólicas de los peces y simultáneamente elevar sus respuestas inmunes hacia enfermedades infecciosas29,30,31,32. Se eligieron el hígado y el bazo para el análisis metabolómico, ya que los órganos están unidos adyacentemente al tejido linfoide asociado al intestino (GALT) que produce variedades de enzimas relacionadas con el sistema inmunológico y no inmunológico. Además, su participación en la hematopoyesis, la producción de anticuerpos y el proceso de degradación de antígenos durante las actividades de respuesta inmune también nos interesa utilizar el hígado y el bazo en nuestro estudio33,34.

Según nuestros resultados anteriores, el mero alimentado con ácido oleico, ácido palmítico, ácido esteárico y ácido behénico proporciona tasas de supervivencia más altas en comparación con el mero alimentado con dietas formuladas de control contra la infección por Vibrio22. Este resultado es consistente con un estudio del ácido oleico como agente antiinflamatorio que desempeña un papel en la activación de varias vías celulares inmunocompetentes35 y es responsable de modular la inflamación de las heridas mediante la inducción de la cicatrización de las heridas36. En nuestro estudio, otros ingredientes como la harina de pescado y la harina de soja tienen una función como fuente de proteínas, mientras que el aceite vegetal es la fuente de lípidos. Un estudio realizado por Faudzi et al.37 encontró que la concentración de harina de soja en el consumo diario de alimento del mero híbrido podría alcanzar el 50% de la formulación total del alimento sin afectar significativamente el crecimiento o la condición corporal del mero híbrido. Los carbohidratos utilizados en el estudio, como la harina de maíz, son una fuente de energía y pueden utilizarse como actividad aglutinante en la producción de piensos. Las vitaminas y los minerales son compuestos orgánicos e inorgánicos necesarios para el crecimiento y desarrollo normal de las funciones corporales de los peces27. Con los componentes dietéticos completos y óptimos que incluyen proteínas, carbohidratos, lípidos, vitaminas y minerales en todos los grupos de dieta, los cambios en los metabolomas del mero se aseguraron no debido a estos componentes, sino atribuibles a la adición de diferentes ácidos grasos utilizados que actúan como un inmunoestimulante para elevar la respuesta inmune de los peces.

La suplementación con compuestos de ácidos grasos en general y clínicamente se ha investigado en muchos modelos animales y cultivos de tejidos diferentes. En peces, varios estudios se han centrado principalmente en mejorar la salud de los peces, particularmente en investigar el efecto del compuesto específico sobre la resistencia a enfermedades y el fortalecimiento de la inmunidad29,38,39. Por ejemplo, un estudio de Ebrahimi et al.29 se centra en el uso de ácidos orgánicos para el crecimiento de tilapia híbrida roja, un estudio de Nayak et al.38 se centra en el uso de ácido docosahexaenoico y eicosapentaenoico (DHA/EPA) en el crecimiento y la respuesta inmune del pámpano dorado, mientras que un estudio realizado por Zhang et al.39 se centra en el uso de algas ricas en LC-PUFA ω6 para mejorar la respuesta inmune del pez cebra contra la infección estreptocócica. En otro estudio anterior, se había identificado que una gran abundancia de ácidos grasos omega-9, como el ácido oleico, el ácido palmitoleico, el ácido 6,9-octadecenoico, el ácido 8,11-eicosadienoico y el ácido cis-erúcico, desempeñan un papel enorme en la respuesta inmune del mero después de la infección por Vibrio. Además, otros ácidos grasos del grupo de los ácidos grasos insaturados, incluidos el ácido palmítico, el ácido esteárico, el ácido araquídico, el ácido behénico y el ácido lignocérico, también muestran altas intensidades de metabolitos después de la infección por Vibrio21. Por lo tanto, en nuestro estudio, se utilizaron ácido oleico, ácido esteárico, ácido behénico y ácido palmítico como inmunoestimulantes alimentarios para estimular la respuesta inmune del mero contra la infección por vibriosis. El alimento de control se preparó sin la adición de ningún ácido graso. Se eligieron cuatro ácidos grasos diferentes no solo por su hallazgo positivo en varias especies acuáticas20,22,40,41,42 sino también por su asequibilidad como ingrediente de alimento para peces que podría reducir los costos de producción de alimento para peces.

El enfoque metabolómico proporciona un enorme potencial en la industria de la acuicultura, no sólo para la identificación de biomarcadores y el diagnóstico de enfermedades, sino que también contribuye a comprender las vías bioquímicas que implican las respuestas inmunológicas de los peces23,43. En nuestro estudio actual, el análisis GC-MS se realizó en muestras de hígado y bazo de mero infectado que sobrevivió y alimentado con cinco dietas formuladas diferentes. Después de seis semanas de prueba de alimentación y una semana de desafío post-bacteriano, las muestras de hígado del mero infectado superviviente alimentado con una dieta formulada con ácido oleico mostraron una mayor detección de compuestos metabolitos en comparación con las dietas formuladas con otros peces (Fig. 3). Los metabolitos superiores identificados en el grupo del ácido oleico podrían indicar que el mero necesitaba y regulaba más metabolitos para mantener su cuerpo frente a la invasión de patógenos44. En el estudio actual, los cambios de metabolitos en el mero infectado que sobrevivió de diferentes grupos de dietas con formulación de alimento podrían deberse a la acción del patógeno para modificar las actividades metabólicas del mero para resistir la invasión45. Además, los metabolitos menores detectados en el bazo podrían deberse al tamaño minúsculo del bazo en comparación con el hígado, donde produjo metabolitos menores ya que el bazo podría comenzar a deteriorarse y ser incapaz de funcionar completamente después de que Vibrio atacara el organismo interno. órganos46.

De la Fig. 3, los metabolitos del grupo de los aminoácidos se produjeron en mayor medida en el hígado del mero alimentado con una dieta formulada con ácido oleico. Sin embargo, en el bazo, se observó que los metabolitos de aminoácidos eran mayores en el grupo de dieta de control. Investigaciones anteriores indicaron que los aminoácidos desempeñan un papel importante en el metabolismo de los peces, especialmente durante la conversión de las proteínas de la dieta de los peces en proteínas de pescado, donde se requiere una alta regulación de los aminoácidos para desempeñar un papel sustancial en los metabolismos energéticos, incluida la gluconeogénesis (producción de glucosa a partir de sustancias no carbohidratos). sustratos de carbono), lipogénesis (conversión de ácidos grasos y glicerol en grasas) y sustratos de oxidación en peces47. Como se muestra en la Tabla complementaria 2, la gran abundancia de aminoácidos se encontró principalmente en la muestra de hígado de mero infectado que sobrevivió y alimentado con una dieta de ácido oleico. Estos aminoácidos comprenden l-valina (1,8%), l-glutamina (1,8%), N-α-acetil-l-lisina (1,7%), l-treonina (0,9%) y l-leucina (0,7%). ). Mientras tanto, en el hígado de mero infectado que sobrevivió alimentado con la dieta de control, se identificó la glicina (13,7%) como el aminoácido con mayor abundancia en comparación con la dieta de ácido oleico (7,9%). En comparación, las muestras de bazo tienen la mayor abundancia de aminoácidos que comprenden glicina (20,9%), l-alanina (3,2%) y l-leucina (0,6%) en el mero alimentado con una dieta de ácido oleico. Mientras tanto. Se encontró que el mero alimentado con una dieta de control, L-glutamina (6,4%), ácido L-aspártico (3,6%) y L-serina (1,4%) eran muy abundantes en las muestras de bazo. Estas diferencias en el porcentaje de área entre las dietas podrían atribuirse a diferentes reacciones de cada grupo de dieta al mecanismo metabólico de la respuesta inmune de los peces a la infección por Vibrio después de seis semanas. Las diferencias de porcentaje de área entre los grupos de dieta no se correlacionaron con la cantidad de metabolitos producidos en cada grupo de dieta, sino que reflejaron la intensidad o la regulación positiva y negativa de los metabolitos producidos para cada grupo de dieta48.

Mirando la Fig. 5, la mayoría de los metabolitos únicos superiores se pueden observar en muestras de hígado de meros infectados supervivientes alimentados con dietas de ácido oleico, ácido palmítico, ácido behénico y ácido esteárico. Sin embargo, si comparamos muestras de hígado y bazo de meros infectados supervivientes alimentados con una dieta de control, los metabolitos únicos son mucho más abundantes en el bazo (ocho metabolitos) que en el hígado (un metabolito). Esta condición puede deberse a la necesidad del mero de liberar más metabolitos para resistir la invasión de patógenos mientras mantiene su supervivencia, ya que no se agregó ningún inmunoestimulante a su formulación alimenticia en la dieta de control. Los metabolitos únicos actúan luego como moléculas de señalización que activan los mecanismos de defensa de los peces.

Entre estos aminoácidos, a saber, l-leucina, -valina y l-alanina, ya se ha demostrado que participan significativamente en la respuesta inmune de varias especies de peces, incluida la tilapia Oreochromis niloticus contra Streptococcus iniae49, el pez cebra Danio rerio contra V. alginolyticus50 y el salmón del Atlántico contra la infección por Aeromonas salmonicida51. En la tilapia, la presencia de L-leucina exógena ayuda a la tilapia a modular su metaboloma para mejorar la inmunidad innata durante la infección por S. iniae49. Mientras tanto, para el pez cebra afectado con V. alginolyticus, la valina y la leucina se encontraban entre los diferentes metabolitos identificados entre los grupos de supervivencia y muerte, lo que sugiere que estos metabolitos están involucrados en la supervivencia de los peces50. En cuanto a la L-alanina, se encontró que tiene función en la inhibición de la apoptosis y en la estimulación de la proliferación de linfocitos del salmón del Atlántico durante la infección con la bacteria A. salmonicida51. En otro estudio, la leucina, isoleucina, valina y treonina mostraron una gran abundancia de metabolitos en el tejido muscular del mero de mármol marrón en respuesta a la infección por V. vulnificus45. La investigación ha revelado que la l-valina promueve la fagocitosis de los macrófagos para inhibir el crecimiento bacteriano52. Un estudio anterior informó que un aminoácido como la glutamina es un sustrato importante en las células que se dividen rápidamente, incluidos los linfocitos y los enterocitos, al mismo tiempo que produce energía para otros transportes intercelulares, el crecimiento de tejidos y la migración celular53. Además, la glutamina provocó aumentos significativos en la función de los eritrocitos, que se sabe que tienen un papel esencial en el transporte de oxígeno y dióxido de carbono durante la respiración de los peces54. La eficiencia del transporte de oxígeno y dióxido de carbono en el metabolismo de los peces también es particularmente importante durante el ciclo del TCA, donde la glutamina se convierte en α-cetoglutarato y proporciona energía adicional para la activación de las respuestas inmunes de los peces55. Se ha descubierto que la glicina estimula la respuesta inmune de la tilapia del Nilo expuesta a S. iniae al elevar la actividad mieloperoxidasa que produce una serie de especies oxidantes reactivas (ROS) que son un componente importante en la respuesta inmune innata56. Mientras tanto, se reveló que la sobreproducción de ROS durante la infección temprana en peces puede mantenerse con la presencia de serina que ayuda a regular negativamente la producción de ROS, que tiene un papel en la activación del inflamasoma y la interleucina-1β en los macrófagos57. Según Wu44, los requerimientos de aminoácidos como vía metabólica clave para lograr la eficiencia deseada de transformación metabólica son importantes en el crecimiento y mantenimiento de la supervivencia de los organismos durante el control de enfermedades infecciosas. El alto contenido de aminoácidos en el resultado actual concuerda con el hallazgo anterior informado por Yang et al.58, donde perfilaron con éxito un mayor porcentaje de aminoácidos en el pez cebra infectado, D. rerio, sobreviviente, contra la infección por V. alginolyticus en comparación con otros. grupos de metabolitos.

Los carbohidratos son un componente necesario en la dieta de los peces que proporciona energía a los tejidos y órganos de todo el cuerpo. En los peces, se necesita un suministro constante de energía, especialmente si los peces experimentan estrés durante la infección por patógenos. Esta energía se produce a través del proceso de glucólisis, en el que el glucógeno se convierte en glucosa y se utiliza para iniciar los mecanismos inmunológicos59. La glucólisis ocurre principalmente en el hígado, donde la acumulación de carbohidratos se produce en forma de glucógeno60. En este estudio, la mayor abundancia de metabolitos de carbohidratos se puede encontrar en las muestras de hígado de mero alimentado con una dieta formulada con ácido behénico, a saber, d-galactosa (58,2%) y d-glucosa (11,0%). Mientras tanto, el porcentaje más bajo de d-galactosa (41,5%) y d-glucosa (7,5%) se puede encontrar en las muestras de hígado de mero alimentado con una dieta de ácido oleico. (Tabla complementaria 1). Al igual que en el bazo, los carbohidratos como la d-glucosa (10,2%), la d-ribosa (3,7%), el timol-α-d-glucopiranósido (8,3%) y el ácido α-d-galactopiranosidurónico (11,6%) fueron muy abundantes. en mero alimentado con dieta formulada con ácido oleico. Mientras tanto, para los meros alimentados con dietas formuladas con ácido esteárico, se observó que la d-galactosa (45,9%) y la d-manosa (4,7%) tenían el porcentaje más alto de metabolitos de carbohidratos en comparación con los otros grupos de dietas de peces. Los resultados coincidieron con informes anteriores, en los que metabolitos como la d-galactosa, la d-glucosa, la d-ribosa45 y la manosa61 estaban implicados en la elevación de los mecanismos inmunológicos de los peces. El alto contenido de glucosa en las muestras de hígado y bazo indica que los peces han convertido los componentes necesarios de los carbohidratos a través de la glucólisis de sus dietas en glucosa para satisfacer las necesidades energéticas, iniciando así mecanismos inmunológicos que les permiten resistir enfermedades infecciosas60. Además, se ha demostrado que la glucosa desempeña un papel importante en la mejora de la respuesta inmune de los peces tilapia contra la infección por E. tarda62. Según Al-Banaw et al.61, la manosa se produce en abundancia en el moco del bagre, Arius tenuispinis, con otras composiciones de carbohidratos que incluyen N-acetilgalactosamina y N-acetilglucosamina. Se sabe que el moco que contiene enzimas antibacterianas y proteínas similares a la inmunidad innata en la superficie de la piel del pescado sirve como un componente importante para proporcionar una barrera física y química contra la invasión de patógenos63. Además, se identificó que la d-galactosa y la manosa se encuentran en abundancia en la mucosidad de la piel de la dorada, Sparus aurata, que contiene numerosos componentes inmunes. En este contexto, la galactosa y la manosa inhibieron notablemente la adhesión bacteriana a las branquias durante la infección por V. alginolyticus64. En otro estudio, se mencionó que la d-ribosa forma una parte clave de muchas estructuras involucradas en el sistema inmunológico. Por ejemplo, la combinación de ribosa con guanina o timina se convierte en un ribofuranosilo que se conoce como un agente potenciador de la respuesta inmune que mejora la capacidad de la proteína Sir2p (proteína reguladora de la información silenciosa), dado el aumento de especies reactivas superiores de oxígeno contra la infección por patógenos65. 66,67.

Entre los grupos de dieta de alimentación, se observó que los meros alimentados con la dieta de ácido oleico tenían una alta abundancia de ácidos grasos en sus muestras. Se detectaron tres metabolitos del grupo de los ácidos grasos compuesto por ácido oleico (1,5%), ácido trans-13-octadecenoico (1,4%) y ácido hexadecenoico (1,3%) en gran abundancia en el hígado de mero alimentado con una dieta de ácido oleico (Tabla complementaria 1). ). Aunque en el estudio actual no se identificaron muchos metabolitos del grupo de los ácidos grasos, la suplementación de ácidos grasos como el ácido oleico, el ácido esteárico, el ácido palmítico y el ácido behénico en la dieta de formulación de alimento para peces proporcionó un componente importante de la dieta de los peces. , no sólo para mantener sus membranas celulares estructurales sino también para procesos metabólicos extensos y precursores de moléculas de señalización dentro del cuerpo de los peces68,69. Además, la tasa de supervivencia del mero alimentado con estas dietas de ácidos grasos mostró un incremento en comparación con la dieta de control. Entre estas dietas de ácidos grasos, se reveló que el ácido oleico eleva las respuestas inmunes más altas, incluida la actividad lisozima, la actividad respiratoria y la actividad fagocítica del mero híbrido infectado con V. vulnificus22. Según Özogul & Özogul70, el ácido oleico es un ácido graso monoinsaturado (MUFA) del grupo de los ácidos grasos omega-9, que podría sintetizar prostaglandinas para ayudar a inducir la cicatrización de heridas. En un estudio anterior, el ácido oleico desempeñó un papel como componente antiinflamatorio que activó diferentes vías de células inmunocompetentes71. Además, en otro estudio, el gran pez corvina amarilla, Larimichthys polyactis, alimentado con una dieta formulada con aceite de oliva que contiene una composición alta en ácido oleico, muestra una expresión genética proinflamatoria incremental y una actividad creciente para otras proteínas y enzimas relacionadas con el sistema inmunológico, como como factor de necrosis tumoral α (TNFα), interleucina-1β (IL-1β) y ciclooxigenasa-2 (COX-2)40. Por lo tanto, el hallazgo respaldó nuestros resultados, donde la suplementación con ácidos grasos como el ácido oleico podría ayudar al mero a mantener su supervivencia y aumentar la inmunidad al lograr la transformación metabólica deseable durante la admisión del patógeno. Según Fadjar et al.72, el ácido oleico puede reaccionar con las membranas bacterianas, donde el compuesto de ácido oleico podría romper los lipoglicopéptidos o glicodepsipéptidos de la pared celular y matar las bacterias simultáneamente, reduciendo la tasa de mortalidad. En el estudio actual, la abundancia de ácido hexadecenoico en el hígado del mero alimentado con ácido oleico coincidió con el resultado del informe anterior, que mencionaba que se encontró que el ácido hexadecenoico adquiere una actividad antiinflamatoria comparable a la de otros omega. -3 ácidos grasos73.

Los análisis SIMCA-P+, PCA y PLS-DA se realizaron para analizar la distribución de los compuestos metabolitos detectados en el mero infectado que sobrevivió. Como se muestra en la Fig. 6b, una buena separación de grupos entre las muestras de hígado y bazo indicó que los metabolitos se producen únicamente entre las muestras de hígado y bazo en respuesta a la infección por Vibrio. Cuando se compararon las diferentes formulaciones de alimentación, se observaron cinco patrones distintos de discriminación de grupos entre los cinco grupos de alimentación, a saber, ácido oleico, ácido esteárico, ácido behénico, ácido palmítico y control en muestras de hígado y bazo (Figs. 7b y 8b respectivamente). Los resultados demostraron que las muestras de hígado y bazo de meros infectados supervivientes alimentados con ácido oleico en la dieta tuvieron los mayores efectos en función de sus metabolitos diferenciales, ya que el grupo de ácido oleico estaba más alejado de los grupos de dieta de control. Mientras tanto, es cierto que las muestras que producen metabolitos similares se agruparán naturalmente y las muestras que producen metabolitos diferentes están más ampliamente distribuidas; también es importante señalar que la concentración y el tamaño de la muestra también desempeñan un papel importante en la determinación del patrón de agrupación74.

La Figura 12 muestra las vías de enriquecimiento de las muestras de hígado y bazo del mero infectado que sobrevivió. En nuestro estudio, se llevaron a cabo el perfil metabólico, así como las vías metabólicas, para explorar los metabolitos y las vías compartidos de cinco dietas formuladas diferentes. De hecho, estudios previos informaron que la detección de metabolitos y la construcción de vías están involucradas en los mecanismos de respuesta inmune75,76,77. Entre las vías significativas (p <0,05) que se muestran en la Tabla 2, identificamos dos vías de metabolismo de aminoácidos con los valores de impacto más altos, incluido el metabolismo de alanina, aspartato y glutamato (impacto = 0,35) para el hígado y el metabolismo de glicina, serina y treonina. (impacto = 0,49) para los órganos del bazo, lo que sugiere que estas vías de aminoácidos desempeñan un papel en la supervivencia de los peces durante la infección por V. vulnificus.

Aunque podemos observar en la Tabla 2 que la ruta del metabolismo de la glicina, serina y treonina en el hígado y la biosíntesis de fenilalanina, tirosina y triptófano en el bazo mostraron valores de impacto más altos de 0,49 y 0,50, respectivamente, sin embargo, debido a que no hubo una diferencia significativa enriquecida (p > 0,05) entre sus metabolitos diferenciales, determinamos que no tuvieron ningún efecto sobre la respuesta inmune de los peces, ya que es importante que el valor p debe estar en p < 0,05 y el valor de impacto en 0,1 > 1,0. Nuestros resultados son consistentes con los resultados reportados por Baharum et al.78 y Yang et al.79. En el estudio de Baharum et al.78, se ha revelado que el metabolismo de la alanina, el aspartato y el glutamato es una de las vías cruciales que tienen un papel protector en el aumento de la producción de ATP, considerando que la L-glutamina puede entrar en el ciclo de los TCA y proporcionar energía para conducir. los mecanismos de defensa contra las enfermedades infecciosas50. Mientras tanto, Yang et al.79 han informado que se identificó que el metabolismo de la glicina, la serina y la treonina es la vía más afectada que elevó la respuesta inmune de la tilapia del Nilo, O. niloticus, después de haber sido infectada con E. tarda. En este caso, se informó que el metabolito de serina identificado en la muestra de cabeza de riñón de tilapia del Nilo tenía la mayor abundancia de metabolitos entre los otros metabolitos identificados. Esto concuerda con un estudio previo80, donde la serina promueve la producción de interleucina 1β (IL-1β) en macrófagos y actúa como un mediador clave para la respuesta inflamatoria, que es esencial en la activación de la respuesta inmune de los peces frente a la invasión de patógenos. Además, se ha demostrado que la serina tiene la capacidad de mantener la homeostasis al equilibrar la producción de ROS, donde niveles persistentemente altos de ROS pueden conducir a una hiperactivación de las respuestas inmunes que conducen a daño tisular79,81.

En línea con nuestro hallazgo anterior, donde una dieta con ácido oleico aumenta efectivamente la respuesta inmune del mero22, nuestros resultados actuales informaron que los metabolitos de l-glutamina y ácido l-aspártico que pertenecen a la vía más afectada del metabolismo de la alanina, el aspartato y el glutamato fueron altamente abundante en las muestras de hígado de mero alimentado con la dieta de ácido oleico en comparación con el grupo de dieta de control (Fig. 12). Mientras tanto, los metabolitos de l-serina, glicina y l-treonina que pertenecen a la vía más afectada del metabolismo de la glicina, la serina y la treonina fueron muy abundantes en las muestras de bazo de mero alimentado con ácido oleico en comparación con el grupo de dieta de control (Fig. 12). Este hallazgo ha demostrado que las funciones de metabolitos como la l-glutamina, el ácido l-aspártico, la l-serina, la glicina y la l-treonina en la regulación de las vías metabólicas pueden aumentar la respuesta inmune de los meros alimentados con una dieta de ácido oleico contra el V. .infección vulnificus. Un estudio similar reveló una gran abundancia de contenidos de aminoácidos, incluidos treonina, glutamina y ácido aspártico, en el mero infectado con V. vulnificus45,78.

En este trabajo, se utilizó un enfoque de análisis basado en GC-MS para caracterizar los cambios del metaboloma en el hígado y las muestras de bazo de mero infectado que sobrevivió y alimentado con cinco tipos diferentes de formulación de dieta. Los cambios en el metaboloma en el mero infectado que sobrevivió se debieron a la respuesta del mero a la infección por Vibrio dependiendo del consumo de la dieta de ácidos grasos y no a la desnutrición mencionada en la discusión. Según el análisis derivado de PLS-DA, la distinción de metabolitos agrupados entre el mero alimentado con la dieta de ácido oleico y el mero alimentado con la dieta de control sugiere que la dieta de ácido oleico proporciona un impacto en la activación de la respuesta inmune del mero después de la infección por Vibrio. La dieta con ácido oleico aumentó la vía metabólica de alanina, aspartato y glutamato, así como la abundancia de metabolitos de l-glutamina (1,8%) y ácido l-aspártico (0,6%). Se detectó una gran abundancia de estos aminoácidos en el hígado de mero alimentado con la dieta de ácido oleico en comparación con la dieta de control. Mientras tanto, en el bazo, la vía del metabolismo de la glicina, la serina y la treonina aumentó en consonancia con la gran abundancia de glicina (20,9%), l-treonina (1,0%) y l-serina (0,8%) en el mero alimentado con el Dieta con ácido oleico en comparación con la dieta control. Por lo tanto, proponemos esta modulación metabólica como un enfoque prometedor para modificar los mecanismos de respuesta inmune del mero, que otorgan un gran potencial para activar la respuesta inmune y aumentar la supervivencia del mero.

El experimento se llevó a cabo en las instalaciones experimentales de la Unidad de Incubación del Instituto de Biociencia de la Universidad Putra de Malasia. Todos los experimentos se realizaron siguiendo las pautas y regulaciones aprobadas por el Comité de Ética Animal de la Universiti Kebangsaan Malaysia (UKMAEC) (Número de referencia: IBC/Ack/2/2019). Los informes del manuscrito siguen las recomendaciones de las directrices ARRIVE. Se obtuvieron doscientos cincuenta meros con una longitud y un peso de aproximadamente 3,0 a 4,0 pulgadas y 11,5 ± 0,5 g respectivamente del criadero local de Pantai Dasar Sabak, Kota Bahru, Kelantan. El mero fue aclimatado durante una semana en un tanque de fibra de vidrio de 1000 L lleno de agua de mar filtrada y equipado con sistema de bomba de filtrado de agua y aireación. La calidad del agua se mantuvo durante el período de aclimatación a una temperatura de 28,0 ± 1 °C, un pH de alrededor de 8,0 ± 1, una salinidad de alrededor de 30 ± 1 ppt y oxígeno disuelto (OD) en un rango de entre 5,5 y 6,0 mg/L utilizando el sistema YSI Multiprobe. Después del período de aclimatación inicial, los 225 meros fueron asignados a 15 acuarios de vidrio por igual (3n = 15 peces/acuarios de vidrio de 60 × 60 × 40 cm), donde cada uno se llenó con aproximadamente 80 litros de agua de mar filtrada. Cada grupo de dieta estuvo representado en tres réplicas (Fig. 13).

Diagrama de configuración del tanque de acuario para cinco formulaciones de dieta diferentes.

Se llevó a cabo una aclimatación adicional durante cinco días antes de administrar suplementos alimentarios específicos al mero. Se prepararon cinco formulaciones de dieta diferentes basadas en la formulación del alimento de Natnan et al.22 (Tabla 3). La formulación del alimento del mero incluye la suplementación de ácido oleico, ácido esteárico, ácido behénico y ácido palmítico en cada una de las preparaciones de dieta formuladas, mientras que la dieta de control no agregó ningún suplemento de ácidos grasos. El mero fue alimentado diariamente a las 9:00 am y a las 4:00 pm durante seis semanas. Durante el experimento de alimentación, cada acuario de vidrio recibió aireación mientras que los parámetros de calidad del agua se mantuvieron a 28,0 ± 1 °C, la salinidad a 30 ± 1 (ppt), el pH a 8,0 ± 1 y la DO a entre 5,5 y 6,0 mg/ L utilizando el sistema multisonda YSI. El cambio de agua se realizó cada dos días intercambiando aproximadamente el 50% del volumen total.

V. vulnificus fue revivido a partir de la reserva de glicerol obtenida de mero infectado21. La identificación de cepas bacterianas se realizó como estudio previo de Natnan et al.22. Se recogió una sola colonia de V. vulnificus de una placa de tiosulfato, citrato, sal biliar y sacarosa (TCBS) y se cultivó durante la noche en caldo de soja tríptico (TSB) a 30 ° durante 18 a 24 h. Luego, el cultivo bacteriano se ajustó a una concentración de 5,4 × 107 UFC/ml con medio TSB fresco mediante espectrometría. Después de seis semanas del experimento de alimentación, todos los meros alimentados con diferentes dietas de ácidos grasos, incluidos los del grupo de control, fueron infectados con una dosis letal media (DL50) de V. vulnificus (5,4 × 107 UFC/mL)22. Después de 30 minutos de inmersión en V. vulnificus, los alevines de mero se transfirieron nuevamente a sus perfectos acuarios de vidrio contenidos en agua de mar limpia21. Durante estos 30 minutos de exposición constante, las bacterias pueden adherirse a la piel y las branquias de los peces, mientras que algunas pudieron ingresar a los órganos de los peces. El régimen de alimentación se reanudó durante una semana más. Después de una semana de exposición post-bacteriana, se frotó la piel de los peces muertos y las muestras se sembraron en placas de agar TCBS para determinar la existencia de Vibrio. Las placas se incubaron a 30 °C durante 18 a 24 h. Después de una semana de desafío post-bacteriano, se eligió el mero de supervivencia de las cinco dietas de alimento diferentes para su posterior análisis por GC-MS.

Después de una semana del desafío post-bacteriano, los meros infectados que sobrevivieron fueron sacrificados antes de que las muestras de hígado fueran recolectadas y pesadas individualmente. El peso promedio de las muestras de hígado agrupadas estuvo entre 0,2 y 0,45 g y el del bazo entre 0,02 y 0,04 g. Luego se reunieron las muestras de cuatro alevines de mero supervivientes en cada acuario de vidrio para representar una réplica biológica. Para garantizar el volumen mínimo requerido para la extracción de metabolitos, se combinaron las muestras de hígado del mismo acuario de vidrio. Se realizó el mismo proceso de recolección para las muestras de bazo. Se prepararon un total de cuatro individuos biológicos para cada cinco grupos de alimentación diferentes con tres réplicas técnicas. Todas las muestras se recogieron por la mañana.

Las muestras agrupadas se congelaron rápidamente con nitrógeno líquido y se almacenaron a -80 °C antes de la extracción del metabolito. Los órganos agrupados se trituraron con nitrógeno líquido por separado para cada réplica. Luego, la muestra en polvo se sometió a extracción de metabolitos adaptada de Mayalvanan82 y Wu et al.83 con modificaciones. La muestra que se molió con nitrógeno líquido se mezcló con la proporción final de disolventes 2,0:2,0:1,8 (metanol: cloroformo: agua). Durante la extracción de metabolitos, los disolventes y las muestras se mantienen fríos para evitar cualquier degradación. A la muestra molida se le añadieron 4 ml/g de metanol frío y 1,6 ml/g de agua fría mencionada anteriormente antes de agitarla. Luego, se agregaron 2 ml/g de cloroformo frío a la mezcla y se agitó. La mezcla se incubó en hielo durante 40 min antes de centrifugar a 4 °C y 10 000 rpm durante 10 min. Después de la centrifugación, al sobrenadante se le agregaron 2 ml/g de cloroformo frío y 2 ml/g de agua fría antes de que la mezcla se centrifugara nuevamente a 4 °C y 10 000 rpm durante 20 min. Luego, la capa bifásica superior se transfirió al nuevo vial y se almacenó a -80 °C antes del análisis por GC-MS. Los pasos se repitieron para todos los órganos extraídos.

El método de derivatización TMS se basó en el método de Roessner et al.84 y Azizan et al.85 con modificaciones. Se realizó la adición de 2 µl de estándar interno (0,2 µmol de soluciones de 10 mmol de 2,3,3,3-d4 D, L-alanina) a cada 100 µl de muestra de extracción de metabolitos. El sobrenadante se secó en un concentrador de vacío antes de resuspender la muestra en una solución de clorhidrato de metoxiamina (MeOX) en piridina (50 µl, 2 g/100 ml). Luego la mezcla se incubó a 40 °C durante 90 min. Se añadió N-metil-N-(trimetilsilil)-trifluoroacetamida (MSTFA) (aproximadamente 50 µl), seguido de incubación a 40 °C durante 30 minutos. Luego, la muestra de incubación final se transfirió a un nuevo vial de GC-MS para el análisis de GC-MS.

El análisis GC-MS se realizó según el método de Nurdalila et al.45 y Azizan et al.85 con algunas modificaciones. Para el análisis de la muestra se utilizó el GC-MS Turbo Mass Clarus 600 de Perkin Elmer acoplado a una ionización electrónica (EI) operada a 70 eV cuádruple con un detector selectivo de masa. Se inyectó una alícuota de aproximadamente 1,0 µl de muestra en una columna capilar Elite-5 MS (0,25 µm de espesor x 30,0 m x 0,25 mm de diámetro interior) que estaba recubierta con dimetilpolisiloxano (95%) y difenilo reticulado (5%) en el modo dividido de 50:1. La temperatura de inyección se fijó en 250 °C, mientras que la temperatura de la fuente de iones se fijó en 200 °C. Se suministró un flujo continuo de gas helio con una velocidad de 1,1 ml por minuto a temperaturas de GC que oscilaban entre 70 °C y 300 °C. Se utilizó el modo de exploración completa de m/z 45–600 como espectro adquirido.

Los datos sin procesar del formato del formulario de datos comunes de la red (Net-CDF) se convirtieron para el análisis GC-MS. La tabla de datos de GC-MS con tiempo de retención, nombre del metabolito, área del pico, coincidencia y coincidencia relativa se generó utilizando el software TurboMass™ GC-MS (Perkin Elmer, EE. UU.). La identificación de metabolitos se llevó a cabo utilizando la biblioteca de bases de datos de espectros de masas del NIST (Instituto Nacional de Estándares y Tecnología) (NIST 2008) con un límite de coincidencia de 800 valores descartados de los datos. El estándar interno y todos los demás metabolitos correspondientes a los disolventes se excluyeron antes del análisis multivariado. El valor del área del pico se utilizó para representar los metabolitos detectados. Luego los datos se normalizaron con respecto al estándar interno seguido de una transformación logarítmica de suma y una escala de Pareto. Se utilizó un análisis de varianza bidireccional (ANOVA) utilizando el servidor MetaboAnalyst 5.0 para validar estadísticamente los valores (https://www.metaboanalyst.ca/MetaboAnalyst/ModuleView.xhtml) con niveles de significancia de p <0,05 entre grupos independientes. Luego, los datos normalizados y validados se exportaron a SIMCA-P + versión 12.0 (Umetrics AB, Umea, Suecia) para su visualización y los datos validados utilizando el modelo de Análisis de Componentes Principales (PCA) y Análisis Discriminante de Mínimos Cuadrados Parciales (PLS-DA). También se realizó el mapa de calor con análisis de agrupamiento jerárquico.

El análisis de enriquecimiento de rutas se realizó utilizando MetPa y la Enciclopedia de Genes y Genomas de Kyoto (KEGG) para visualizar las interacciones de las rutas metabólicas. Se cargaron listas de metabolitos presentes en el bazo y el hígado de meros infectados supervivientes alimentados con dietas de control y de ácidos grasos, y se extrajeron las rutas correspondientes a las listas de metabolitos para ambos conjuntos de muestras. Luego, estas vías se compararon con las enumeradas en KEGG para visualizar la interacción de las vías entre sí. Se realizó un análisis comparativo para identificar vías únicas en el mero infectado superviviente alimentado con la dieta de ácido oleico. Se integraron y mapearon adecuadamente las vías de señalización relevantes para comprender las adaptaciones metabólicas de los meros infectados supervivientes alimentados con diferentes dietas de ácidos grasos a la infección por Vibrio.

Todos los datos generados o analizados durante este estudio se incluyen en este artículo publicado (y sus archivos de información complementaria).

FAO. Estadística, Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura. Roma, Italia http://www.fao.org/fishery/statistics/en (2020).

Cheng, SS, Senoo, S., Siddiquee, S. & Rodrigues, KF Variación genética en el genoma mitocondrial del mero gigante Epinephelus lanceolatus (Bloch, 1790) y su aplicación para la identificación de reproductores. Aquac. Representante 2, 139-143 (2015).

Artículo de Google Scholar

Mustafa, S. Adaptación al cambio climático en la acuicultura en Sabah: opciones estratégicas e imperativos. Noticias del CCIR 12 (2012).

Bunlipatanon, P. & U-taynapun, K. Crecimiento y resistencia a enfermedades contra la infección por Vibrio vulnificus del nuevo mero híbrido (Epinephelus lanceolatus × Epinephelus fuscoguttatus). Aquac. Res. 48, 1711-1723 (2017).

Artículo CAS Google Scholar

Ebi, I., Lal, TM, Ransangan, J., Yong, ASK y Shapawi, R. Susceptibilidad del mero híbrido (Epinephelus fuscogutattus ♀ × Epinephelus lanceolatus ♂) a Vibrio harveyi VHJR7. AACL Bioflux 11, 37–42 (2018).

Google Académico

Zhu, ZM, Dong, CF, Weng, SP & He, JG La alta prevalencia del patógeno Vibrio harveyi con resistencia múltiple a los antibióticos en la enfermedad de caída de escamas y necrosis muscular del mero híbrido, Epinephelus fuscoguttatus (♀) × E. lanceolatus (♂) , en China. J. Pescado Dis. 41, 589–601 (2018).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Mohamad, N. y col. Infección natural concurrente de Vibrio harveyi y V. alginolyticus en meros híbridos cultivados en Malasia. J. Aquat. Animación. Salud 31, 88–96.

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Shen, GM y cols. Aislamiento, identificación y patogenicidad de Vibrio harveyi, el agente causal de la úlcera cutánea en meros híbridos juveniles Epinephelus fuscoguttatus × Epinephelus lanceolatus. J. Pescado Dis. 40, 1351-1362 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Xu, X. y col. Identificación de patogenicidad, investigación de la distribución de genes virulentos y desarrollo de un método de PCR de detección de cepas virulentas específicas para Vibrio harveyi aislado de la provincia de Hainan y la provincia de Guangdong, China. Acuicultura 468, 226–234 (2017).

Artículo CAS Google Scholar

Amalina, Nueva Zelanda et al. Prevalencia, susceptibilidad antimicrobiana y perfil plasmídico de Vibrio spp. aislado de meros cultivados en Malasia peninsular. BMC Microbiol. 19, 251 (2019).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Hoihuan, A. et al. Genotipado molecular y fenotipado de Vibrio vulnificus aislado de mero de mármol marrón (Epinephelus fuscoguttatus) enfermo en Tailandia con análisis preliminar de eficacia de la vacuna. Acuicultura 545, 737188 (2021).

Artículo CAS Google Scholar

Abdullah, A. y otros. Infecciones concurrentes en mero tigre (Epinephelus fuscoguttatus) cultivado en jaulas de aguas profundas en Langkawi. en el Simposio Internacional de Pesca (IFS 2015) (2015).

Ina-Salwany, MY et al. Vibriosis en peces: una revisión sobre el desarrollo y la prevención de enfermedades. J. Aquat. Animación. Salud 31, 3–22 (2019).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Li, J. y col. Efectos del potencial probiótico Bacillus velezensis K2 sobre el crecimiento, la inmunidad y la resistencia a la infección por Vibrio harveyi del mero híbrido (Epinephelus lanceolatus ♂ × E. fuscoguttatus ♀). Inmunol de pescado y marisco. 93, 1047-1055 (2019).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Heng, S.-P. et al. Vibrio vulnificus: una carga ambiental y clínica. Frente. Microbiol. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.00997 (2017).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Vincent, AT, Gauthier, J., Derome, N. y Charette, SJ El ascenso y la caída de los antibióticos en la acuicultura. En Comunidades microbianas en ecosistemas de acuicultura: mejora de la productividad y la sostenibilidad (ed. Derome, N.) 1–19 (Springer International Publishing, Cham, 2019). https://doi.org/10.1007/978-3-030-16190-3_1.

Capítulo Google Scholar

Zhang, Q. y col. Efectos de los alimentos contenidos en florfenicol en la dieta sobre el crecimiento y la inmunidad de la lubina europea (Dicentrarchus labrax) en sistemas de acuicultura de flujo continuo y recirculación. Aquac. Rep. 19, 100602 (2021).

Artículo de Google Scholar

Chowdhury, S. y Saikia, SK Estrés oxidativo en peces: una revisión. J. Ciencias. Res. 12, 145-160 (2020).

Artículo de Google Scholar

Mehana, E., Rahmani, A. y Aly, S. Inmunoestimulantes y piscicultura: una descripción general. Año. Res. Rev. P. Biol. 5, 477–489 (2015).

Artículo de Google Scholar

Sankian, Z., Khosravi, S., Kim, Y.-O. y Lee, S.-M. Reemplazo total del aceite de pescado dietético con fuentes alternativas de lípidos en una dieta práctica para peces mandarines, Siniperca scherzeri, juveniles. Pez. Agua. Ciencia. 22, 8 (2019).

Artículo de Google Scholar

Nurdalila, AA, Mayalvanan, Y. & Baharum, SN El perfil de metabolitos de Epinephelus fuscoguttatus infectado con vibriosis revela Omega 9 como biomarcador de metabolitos potenciales. Fisiol de pescado. Bioquímica. 45, 1203-1215 (2019).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Natnan, ME y cols. Comparación de diferentes suplementos dietéticos de ácidos grasos sobre la respuesta inmune del mero híbrido (Epinephelus fuscoguttatus × Epinephelus lanceolatus) desafiado con Vibrio vulnificus. Biología (Basilea) 11, 1288 (2022).

CAS PubMed Google Académico

Natnan, ME, Low, C.-F., Chong, C.-M., Bunawan, H. & Baharum, SN Integración de herramientas ómicas para comprender la respuesta inmune de los peces debido al desafío microbiano. Frente. Marzo ciencia. https://doi.org/10.3389/fmars.2021.668771 (2021).

Artículo de Google Scholar

Lulijwa, R., Alfaro, AC & Young, T. Metabolómica en la investigación en acuicultura de salmónidos: aplicaciones y perspectivas futuras. Rev. Aquac. 14, 547–577 (2022).

Artículo de Google Scholar

Natnan, ME y cols. Estrategias ómicas en los avances actuales en el manejo de enfermedades infecciosas de los peces. Biología (Basilea) 10, 1086 (2021).

CAS PubMed Google Académico

Low, C.-F., Rozaini, MZH, Musa, N. y Syarul Nataqain, B. Conocimiento actual del enfoque metabolómico en estudios de enfermedades infecciosas de los peces. J. Pescado Dis. 40, 1267-1277 (2017).

Artículo PubMed Google Scholar

Craig, S., Helfrich, LA, Kuhn, D. & Schwarz, MH Comprensión de la nutrición, los piensos y la alimentación de los peces. Cooperativa Virginia. ext. 420–256 (2017).

Al-Khalaifah, H. Efecto modulador de los ácidos grasos poliinsaturados de la dieta sobre la inmunidad, representado por la actividad fagocítica. Frente. Veterinario. Ciencia. https://doi.org/10.3389/fvets.2020.569939 (2020).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Ebrahimi, M. y col. Comparación de los efectos de diferentes ácidos orgánicos de la dieta sobre el crecimiento, los ácidos grasos de cadena corta intestinales y la histopatología hepática de la tilapia híbrida roja (Oreochromis sp.) y el uso potencial de estos como conservantes. Fisiol de pescado. Bioquímica. 43, 1195-1207 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Wei, C. y col. La suplementación dietética con ácido araquidónico mejora el rendimiento del crecimiento y alivia la inflamación inducida por la dieta basada en proteínas vegetales en rodaballo juvenil (Scophthalmus maximus L.). Aquac. Nutrición. 27, 533–543 (2021).

Artículo CAS Google Scholar

Ahmed, I. y Ahmad, I. La lisina dietética modula el rendimiento del crecimiento, los índices hematobioquímicos, la respuesta inmune no específica, las actividades enzimáticas intestinales y las propiedades antioxidantes de la trucha arco iris y los alevines de Oncorhynchus mykiss. Aquac. Nutrición. 27, 124-139 (2021).

Artículo CAS Google Scholar

Dawood, MAO, Koshio, S. y Esteban, M. Á. Funciones beneficiosas de los aditivos alimentarios como inmunoestimulantes en la acuicultura: una revisión. Rev. Aquac. 10, 950–974 (2018).

Artículo de Google Scholar

Trivedi, PJ y Adams, DH Inmunidad intestinal-hígada. J. Hepatol. 64, 1187-1189 (2016).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Lewis, SM, Williams, A. y Eisenbarth, SC Estructura y función del sistema inmunológico en el bazo. Ciencia. Inmunol. 4, eau6085 (2019).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Jebali, A. y col. Atenuación de la respuesta inflamatoria en el modelo EAE mediante nanoliposomas PEGlados de aceites de pistacho. J. Neuroinmunol. 347, 577352 (2020).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Ishak, WMW, Katas, H., Yuen, NP, Abdullah, MA y Zulfakar, MH Aplicación tópica de emulsiones de aceites ricas en omega-3, omega-6 y omega-9 para la cicatrización de heridas cutáneas en ratas. Entrega de drogas. Traducción Res. 9, 418–433 (2019).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Mohd Faudzi, N. et al. Concentrado de proteína de soya como alternativa en reemplazo de harina de pescado en los alimentos de mero híbrido, mero jaspeado (Epinephelus fuscoguttatus) × mero gigante (E. lanceolatus) juvenil. Aquac. Res. 49, 431–441 (2018).

Artículo CAS Google Scholar

Nayak, S., Khozin-Goldberg, I., Cohen, G. y Zilberg, D. La suplementación dietética con algas ricas en LC-PUFA ω6 modula la función inmune del pez cebra y mejora la resistencia a la infección estreptocócica. Frente. Inmunol. https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.01960 (2018).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Zhang, M. y col. Efectos de diferentes proporciones dietéticas de ácido docosahexaenoico a eicosapentaenoico (DHA/EPA) sobre el crecimiento, índices inmunes no específicos, composiciones de ácidos grasos tisulares y expresión de genes relacionados con la biosíntesis de LC-PUFA en traquina juvenil de pámpano dorado. Acuicultura 505, 488–495 (2019).

Artículo CAS Google Scholar

Li, X. y col. Un alto nivel de aceite de oliva en la dieta disminuyó el crecimiento, aumentó la deposición de lípidos en el hígado e indujo inflamación al activar las vías p38 MAPK y JNK en la corvina amarilla grande (Larimichthys crocea). Inmunol de pescado y marisco. 94, 157-165 (2019).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Libran-Perez, M., Pereiro, P., Figueras, A. & Novoa, B. Actividad antiviral del ácido palmítico mediante inhibición del flujo autofágico en pez cebra (Danio rerio). Inmunol de pescado y marisco. 95, 595–605 (2019).

Artículo PubMed Google Scholar

Jubie, S. y col. Síntesis, actividades antidepresivas y antimicrobianas de algunos nuevos análogos del ácido esteárico. EUR. J. Med. Química. 54, 931–935 (2012).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Amoah, K. y col. La metabolómica no dirigida basada en cromatografía líquida de ultra rendimiento y espectrometría de masas revela los biomarcadores potenciales clave para la enteritis inducida por harina de ricino en el mero híbrido juvenil (Epinephelus fuscoguttatus ♀ × E. lanceolatus ♂). Frente. Nutrición. 2, 5 (2022).

Google Académico

Wu, G. Necesidades dietéticas de aminoácidos sintetizables por parte de los animales: un cambio de paradigma en la nutrición proteica. J.Anim. Ciencia. Biotecnología. 5, 34 (2014).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Nurdalila, AA, Natnan, ME y Baharum, SN Los efectos de los aminoácidos y ácidos grasos sobre la resistencia a enfermedades de Epinephelus fuscoguttatus en respuesta a la infección por Vibrio vulnificus. 3 Biotecnología 10, 544 (2020).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Amaro, C. et al. El patógeno de peces Vibrio vulnificus biotipo 2: epidemiología, filogenia y factores de virulencia implicados en la vibriosis de aguas cálidas. Microbiol. Espectro. 3, 3 (2015).

Artículo de Google Scholar

Li, X., Zheng, S. y Guoyao, W. Nutrición y funciones de los aminoácidos en el pescado. En Aminoácidos en la nutrición y la salud: aminoácidos en la nutrición de animales de compañía, de zoológico y de granja (ed. Guoyao, W.) 133–168 (Springer International Publishing, Cham, 2021). https://doi.org/10.1007/978-3-030-54462-1_8.

Capítulo Google Scholar

Aggio, RB, Mayor, A., Reade, S., Probert, CS y Ruggiero, K. Identificación y cuantificación de metabolitos mediante la puntuación de picos de datos de GC-MS. Bioinformación de BMC. 15, 374 (2014).

Artículo de Google Scholar

Du, C. y col. Mecanismo metabólico del metaboloma inducido por L-leucina para eliminar Streptococcus iniae. J. Proteoma Res. 16, 1880–1889 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Gong, Q. y col. La modulación metabólica del estado redox confunde la supervivencia de los peces frente a la infección por Vibrio alginolyticus. Microbio. Biotecnología. 13, 796–812 (2020).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Liu, PF, Du, Y., Meng, L., Li, X. y Liu, Y. Perfiles metabólicos en riñones de salmón del Atlántico infectados con Aeromonas salmonicida basado en 1 H NMR. Inmunol de pescado y marisco. 58, 292–301 (2016).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Chen, X. et al. La L-valina exógena promueve la fagocitosis para matar patógenos bacterianos resistentes a múltiples fármacos. Frente. Inmunol. https://doi.org/10.3389/fimmu.2017.00207 (2017).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Wu, G. Aminoácidos: metabolismo, funciones y nutrición. Aminoácidos 37, 1–17 (2009).

Artículo PubMed Google Scholar

Li, H.-T. et al. La glutamina dietética mejora la función de los eritrocitos a través de sus metabolitos en la carpa juvenil (Cyprinus carpio var. Jian). Acuicultura 474, 86–94 (2017).

Artículo CAS Google Scholar

Azeredo, R., Serra, CR, Oliva-Teles, A. & Costas, B. Aminoácidos como moduladores de la lubina europea, Dicentrarchus labrax, respuesta inmune innata: un enfoque in vitro. Ciencia. Rep. 7, 18009 (2017).

Artículo ADS PubMed PubMed Central Google Scholar

Xie, S., Zhou, W., Tian, ​​L., Niu, J. & Liu, Y. Efecto de la suplementación con N-acetilcisteína y glicina sobre el rendimiento del crecimiento, la síntesis de glutatión y la capacidad antioxidante e inmune de la tilapia del Nilo Oreochromis nilótico. Inmunol de pescado y marisco. 55, 233–241 (2016).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Wang, P. y col. Los macrófagos logran la autoprotección contra el envejecimiento inducido por el estrés oxidativo a través del eje Mst-Nrf2. Nat. Comunitario. 10, 755 (2019).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Yang, M.-J. et al. El ciclo de TCA mejorado mejora la supervivencia del pez cebra a la infección por Vibrio alginolyticus. Virulencia 9, 634–644 (2018).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Soto-Heredero, G., de las Gomez Heras, MM, Gabandé-Rodriguez, E., Oller, J. & Mittelbrunn, M. Glucólisis: un actor clave en la respuesta inflamatoria. FEBS J. 287, 3350–3369.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Alarcón, F., Martínez, T., Díaz, M. & Moyano, FJ Caracterización de la actividad carbohirasa digestiva en la dorada (Sparus aurata). Hidrobiología https://doi.org/10.1023/A:1017521900442 (2001).

Artículo de Google Scholar

Al-Banaw, A., Kenngott, R., Al-Hassan, JM, Mehana, N. y Sinowatz, F. Análisis histoquímico de glicoconjugados en la piel de un bagre (Arius tenuispinis, Day). anat. Historia. Embriol. 39, 42–50 (2010).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Zeng, Z. y col. La glucosa mejora la tilapia contra la infección por Edwardsiella tarda mediante la reprogramación del metaboloma. Inmunol de pescado y marisco. 61, 34–43 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Dash, S., Das, SK, Samal, J. & Thatoi, H. Moco epidérmico, un determinante importante en la salud de los peces: una revisión. Irán. J. Veterinario. Res. 19, 72–81 (2018).

CAS PubMed PubMed Central Google Académico

Cerezuela, R., Guardiola, FA, Cuesta, A. & Esteban, M. Á. Enriquecimiento de la dieta de dorada (Sparus aurata L.) con extractos de frutos de palma y probióticos: efectos sobre la inmunidad de las mucosas de la piel. Inmunol de pescado y marisco. 49, 100-109 (2016).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Lewin, GR, Stacy, A., Michie, KL, Lamont, RJ y Whiteley, M. Identificación a gran escala de genes esenciales de patógenos durante la coinfección con microbios simpátricos y alopátricos. Proc. Nacional. Acad. Ciencia. 116, 19685–19694 (2019).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Seifert, JG, Brumet, A. y St Cyr, JA La influencia de la ingesta de D-ribosa y el nivel de condición física en el rendimiento y la recuperación. J. Int. Soc. Nutrición deportiva. https://doi.org/10.1186/s12970-017-0205-8 (2017).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Kenyon, KE Uso de D-ribosa con o sin agentes antimicrobianos para mejorar la curación y la recuperación posterior mediante la síntesis y conservación de derivados de NAD. 10 (2003).

Calder, PC, Waitzberg, DL, Klek, S. y Martindale, RG Lípidos en nutrición parenteral: aspectos biológicos. J. Parenter. Ingresar. Nutrición. https://doi.org/10.1002/jpen.1756 (2020).

Artículo de Google Scholar

Taşbozan, O. ğuz & Gökçe, Mahmut Ali Ácidos grasos en el pescado. En Ácidos grasos (ed. Catalá, Ángel) (InTech, 2017). https://doi.org/10.5772/68048.

Capítulo Google Scholar

Özogul, Y. & Özogul, F. Perfiles de ácidos grasos de especies de peces de importancia comercial del mar Mediterráneo, Egeo y Negro. Química de los alimentos. 100, 1634-1638 (2007).

Artículo de Google Scholar

Carrillo, C., Cavia, MM & Alonso-Torre, S. Papel del ácido oleico en el sistema inmunológico; Mecanismo de acción: una revisión. Nutrición. Hosp. 27, 978–990 (2012).

CAS PubMed Google Académico

Fadjar, M., Andajani, S. & Zaelani, K. Extracto crudo de tinta de calamar (Loligo edulis) como sustancia antivibriosis en cultivos juveniles de mero (Epinephelus fuscoguttatus) infectados por Vibrio alginolyticus. AACL Bioflux 9, 422–428 (2016).

Google Académico

Guijas, C., Meana, C., Astudillo, AM, Balboa, MA & Balsinde, J. Los monocitos espumosos están enriquecidos en ácido graso cis -7-hexadecenoico (16:1n–9), un posible biomarcador para la detección temprana de enfermedades cardiovasculares. enfermedad. Química celular. Biol. 23, 689–699 (2016).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Allen, F., Greiner, R. & Wishart, D. Modelado de fragmentación competitiva de espectros ESI-MS/MS para la identificación de metabolitos putativos. Metabolómica 11, 98-110 (2015).

Artículo CAS Google Scholar

Zhang, J., Pavlova, NN y Thompson, CB Metabolismo de las células cancerosas: el papel esencial del aminoácido no esencial, la glutamina. EMBO J. 36, 1302-1315 (2017).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Holeček, M. Aminoácidos de cadena ramificada en la salud y la enfermedad: metabolismo, alteraciones en el plasma sanguíneo y como suplementos. Nutrición. Metab. (Londres) 15, 33 (2018).

Artículo PubMed Google Scholar

Li, J. y col. La lisina 39 de IKKε de la carpa negra es crucial para su regulación de la señalización antiviral mediada por IRF7. Inmunol de pescado y marisco. 77, 410–418 (2018).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Baharum, SN y cols. El análisis LC-qTOF-MS de los órganos inmunes de los peces revela la distribución de aminoácidos en respuesta a la adaptación metabólica del fenotipo de supervivencia en el mero contra la infección por Vibrio. 3 Biotecnología 12, 206 (2022).

Artículo PubMed Google Scholar

Yang, DX y cols. El metabolismo de la serina sintoniza las respuestas inmunes para promover la supervivencia de Oreochromis niloticus tras la infección por Edwardsiella tarda. mSystems https://doi.org/10.1128/mSystems.00426-21 (2021).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Chen, S. y col. La serina apoya la producción de IL-1β en macrófagos a través de la señalización mTOR. Frente. Inmunol. https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.01866 (2020).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Lightfoot, YL, Blanco, LP & Kaplan, MJ Anomalías metabólicas y estrés oxidativo en el lupus. actual. Opinión. Reumatol. 29, 442–449 (2017).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Mayalvanan, Y. Estudio metabolómico de la respuesta de Epinephelus fuscoguttatus a la vibriosis (Universiti Kebangsaan Malaysia, 2019).

Google Académico

Wu, H., Southam, AD, Hines, A. y Viant, MR Protocolo de extracción de tejido de alto rendimiento para metabolómica basada en RMN y EM. Anal. Bioquímica. 372, 204–212 (2008).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Roessner, U., Wagner, C., Kopka, J., Trethewey, RN y Willmitzer, L. Análisis simultáneo de metabolitos en tubérculos de papa mediante cromatografía de gases-espectrometría de masas. Planta J. 23, 131-142 (2000).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Azizan, KA, Baharum, SN y Mohd Noor, N. Perfil metabólico de Lactococcus lactis en diferentes condiciones de cultivo. Moléculas 17, 8022–8036 (2012).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Descargar referencias

Reconocimos al Centro de Investigación y Gestión de Instrumentación (CRIM) de la Universiti Kebangsaan Malaysia (UKM) por los Fondos de Instrumentación de Investigación (PIP-2010 y PIP-2013). Esta investigación fue financiada por la Beca Universitaria de Investigación, número de subvención GUP-2022-068 de la Universiti Kebangsaan Malaysia y la Beca de Investigación Fundamental del Ministerio de Educación Superior, número de subvención FRGS/1/2022/STG01/UKM/02/2 que fueron otorgadas a Syarul. Nataqain Baharum.

Laboratorio de Investigación en Metabolómica, Instituto de Biología de Sistemas (INBIOSIS), Universidad Nacional de Malasia, UKM, 43600, Bangi, Selangor, Malasia

Maya Erna Natnan, Chen-Fei Low, Hamidun Bunawan y Syarul Nataqain Baharum

Laboratorio de Inmunogenómica, Departamento de Acuicultura, Facultad de Agricultura, Universiti Putra Malaysia, 43400, Serdang, Selangor, Malasia

Chou Min Chong

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

SNB, LCF y CCM concibieron y diseñaron los experimentos. MEN realizó los experimentos y analizó los datos. SNB y MEN escribieron y editaron el manuscrito. LCF, CCM y HB editaron el manuscrito. Todos los autores revisaron y aprobaron la versión final para su envío.

Correspondencia a Syarul Nataqain Baharum.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Springer Nature se mantiene neutral con respecto a reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

Acceso Abierto Este artículo está bajo una Licencia Internacional Creative Commons Attribution 4.0, que permite el uso, compartir, adaptación, distribución y reproducción en cualquier medio o formato, siempre y cuando se dé el crédito apropiado al autor(es) original(es) y a la fuente. proporcione un enlace a la licencia Creative Commons e indique si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito al material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su uso previsto no está permitido por la normativa legal o excede el uso permitido, deberá obtener permiso directamente del titular de los derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Reimpresiones y permisos

Natnan, ME, Low, CF., Chong, CM. et al. El ácido oleico como potencial inmunoestimulante en las vías metabólicas de alevines de mero híbrido (Epinephelus fuscoguttatus × Epinephelus lanceolatus) infectados con Vibrio vulnificus. Informe científico 13, 12830 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-40096-7

Descargar cita

Recibido: 13 de octubre de 2022

Aceptado: 04 de agosto de 2023

Publicado: 08 de agosto de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-40096-7

Cualquier persona con la que compartas el siguiente enlace podrá leer este contenido:

Lo sentimos, actualmente no hay un enlace para compartir disponible para este artículo.

Proporcionado por la iniciativa de intercambio de contenidos Springer Nature SharedIt

Al enviar un comentario, acepta cumplir con nuestros Términos y pautas de la comunidad. Si encuentra algo abusivo o que no cumple con nuestros términos o pautas, márquelo como inapropiado.