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Bakteriophagen-Cocktail ist vielversprechend gegen Vibrio-Ausbrüche in Garnelenfarmen

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Die Verwendung von Bakteriophagen für Garnelen-Postlarven (PLs) kann eine Schutzwirkung gegen pathogene Vibrio-Bakterien haben.

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Forscher des Biologischen Forschungszentrums des Nordwestens, der Autonomen Universität von Nuevo León, des Lebensmittel- und Entwicklungsforschungszentrums AC und der Universität Girona untersuchten die schützende Wirkung eines Cocktails von Bakteriophagen in L. vannamei post larvae gegen Vibrio-Bakterien. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die Behandlung der PL mit Bakteriophagen Vibrio-Infektionen in Schach hielt und ihre Konzentrationen im Kulturwasser verringerte - ohne die umgebenden Bakteriengemeinschaften zu schädigen.

Vibrio-Populationen und Bakteriophagen

Vibrio-Bakterien sind in der Meeresumwelt weit verbreitet, und mehrere Vibrio-Arten sind für Krankheitsausbrüche bei Meerestieren verantwortlich - insbesondere bei Penaeid-Garnelen, verschiedenen Fischarten und Mollusken. Einige Stämme von V. harveyi und V. campbellii wurden mit Krankheitsausbrüchen in Garnelenbrütereien und Aufzuchtanlagen auf der ganzen Welt in Verbindung gebracht. Sie wurden auch mit Koralleninfektionen in Verbindung gebracht.

"Wir haben kulturabhängige und kulturunabhängige Ansätze verwendet, um ihre Auswirkungen auf bakterielle Gemeinschaften in Verbindung mit Garnelenlarven zu untersuchen", so die Forscher. Den Ergebnissen der Studie zufolge führte die Verabreichung des Phagencocktails zu einer drastischen Verringerung der Vibrio-Zahlen sowohl in der In-vitro- als auch in der In-vivo-Umgebung.

"Wir stellten zunächst fest, dass beide Phagen in vitro lytische (virale Vermehrung) Aktivitäten gegen mehrere Vibrio-Spezies zeigten, die aus AHPND-infizierten Garnelenfarmen isoliert wurden, wie V. alginolyticus , V. diabolicus und V. parahaemolyticus."

Sie betonen auch, dass beide Phagen unter verschiedenen Temperatur- und Salzgehaltsbedingungen stabil blieben. Der Phagencocktail war auch gegenüber UV-Bestrahlung beständig und tolerant gegenüber Chloroform.

In-vivo-Bewertung

Für die In-vivo-Bewertung wurden Garnelen-PLs aus einer kommerziellen Brüterei gewonnen und nach dem Zufallsprinzip auf vier Behandlungsgruppen verteilt. Die erste Gruppe (PVAB) wurde mit einer Mischung von Vibrio-Bakterien (V. alginolyticus, V. diabolicus und V. parahaemolyticus) infiziert. Es wurde keine Phagenbehandlung durchgeführt. Die zweite Kohorte (PVAP) wurde mit der Vibrio-Mischung infiziert und mit einem Phagencocktail behandelt. Die dritte Kohorte (PVAT) umfasste Garnelen, die mit der Vibrio-Mischung infiziert und mit einem zweiten Phagencocktail behandelt wurden. Die Kontrollkohorte bestand aus Garnelen, die nicht mit Vibrio infiziert waren und keine Phagenbehandlung erhielten.

Die Forscher stellten fest, dass die Vibrio-Zahlen im Kulturwasser in den phagenfreien Kohorten deutlich höher waren als in denen, die mit dem Bakteriophagen-Cocktail behandelt wurden. "Ebenso wurden in den unbehandelten Gruppen keine Phagen nachgewiesen, was darauf hindeutet, dass sie in der Natur nicht vorkommen, während die mit dem Phagencocktail behandelten Gruppen eine stabile Dichte aufwiesen", berichten sie.

Den Studienergebnissen zufolge wiesen die mit Phagen behandelten Garnelen nach einer histopathologischen Untersuchung auch weniger Schäden und eine größere Lipidakkumulation in den B-Zellen der Hepatopankreas auf.

Auswirkungen der Phagen auf die bakterielle Gemeinschaft

Um die Auswirkungen der Phagen auf die Struktur der bakteriellen Gemeinschaft im Ökosystem des Garnelendarms zu bestimmen, führten die Wissenschaftler eine 16S rRNA-Genanalyse durch. Die vergleichende Analyse zeigte statistisch signifikante Unterschiede in den bakteriellen Gemeinschaften zwischen den mit Phagen behandelten und den unbehandelten Gruppen. Die taxonomische Analyse - bei der die Bakterien auf Familienebene kategorisiert wurden - zeigte unabhängig von der Behandlung eine hohe Konzentration von Rhodobacteraceae. Die Forscher berichteten auch über eine drastische Verringerung der Vibrionaceae-Bakterien in den mit Phagen behandelten Gruppen.

Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die Verabreichung von Bakteriophagen die Population potenziell pathogener Vibrio-Stämme (V. alginolyticus, V. diabolicus und V. parahaemolyticus) verringerte und auch andere Vibrio-Arten wie V. campbellii, V. jasicida, V. maritimus, V. thalassae und V. xuii.

"Beide Phagen waren in der Lage, das Wachstum von pathogenen Vibrio-Spezies unter in vitro- und in vivo-Bedingungen zu hemmen. Darüber hinaus hemmte der Phagencocktail effizient und selektiv Vibrionaceae-Populationen in Garnelen-Postlarven", so die Schlussfolgerung.

Den Forschern zufolge kann diese Eigenschaft von Vorteil sein, da sie es ermöglicht, spezifische Krankheitserreger zu bekämpfen, ohne andere Bakterienpopulationen zu verändern. "Unser Phagencocktail bietet eine Alternative gegen Infektionen, die durch Vibrio-Spezies verursacht werden, da die Bakterien reduziert werden und die Phagen im System verbleiben, wodurch mögliche Reinfektionen durch natürliche Vibrionaceae-Populationen oder resistente Mutantenstämme vermieden werden

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