{"id":112898,"date":"2018-03-11T10:40:04","date_gmt":"2018-03-11T10:40:04","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/use-of-zebrafish-danio-rerio-to-evaluate-the-efficacy-of-novel-compounds-as-immunostimulants-in-aquaculture\/"},"modified":"2018-03-11T10:40:04","modified_gmt":"2018-03-11T10:40:04","slug":"use-of-zebrafish-danio-rerio-to-evaluate-the-efficacy-of-novel-compounds-as-immunostimulants-in-aquaculture","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/genetica\/use-of-zebrafish-danio-rerio-to-evaluate-the-efficacy-of-novel-compounds-as-immunostimulants-in-aquaculture\/","title":{"rendered":"Use of zebrafish (danio rerio) to evaluate the efficacy of novel compounds as immunostimulants in aquaculture"},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> Usua Oyarbide Cuervas-mons <\/strong><\/h2>\n<p>Antiguamente se cre\u00eda que los oc\u00e9anos eran fuentes inagotables de recursos y queten\u00edan la capacidad de alimentar a toda la poblaci\u00f3n humana de forma ilimitada.Sin embargo, en las \u00faltimas d\u00e9cadas, con el aumento en la demanda de pescadodebido al aumento de la poblaci\u00f3n y la mejora de las tecnolog\u00edas pesqueras, se hasuperado el m\u00e1ximo de explotaci\u00f3n sostenible de los recursos pesqueros. Dehecho, aproximadamente el 75% de los stocks pesqueros mundiales est\u00e1n sobreexplotados,y el mundo se enfrenta a una crisis global de las pesquer\u00edas a unaescala sin precedentes.Al mismo tiempo que los recursos pesqueros se est\u00e1n agotando, la producci\u00f3n delsector de la acuicultura est\u00e1 aumentado r\u00e1pidamente para cubrir las necesidadesde la demanda, convirti\u00e9ndose en una industria muy importante a nivel mundial.Sin embargo, asociado al r\u00e1pido crecimiento de la acuicultura hace unos a\u00f1os secomenzaron a utilizar t\u00e9cnicas de cultivo m\u00e1s intensivas, generando problemascomo la inevitable exposici\u00f3n a estr\u00e9s y a enfermedades. De hecho, lasenfermedades infecciosas son una de las mayores limitaciones en el desarrollo dela acuicultura generando adem\u00e1s importantes p\u00e9rdidas econ\u00f3micas.Favorecer una buena salud de los peces, beneficia su sistema inmune y adem\u00e1s lespermite protegerse mejor frente a las enfermedades. Asimismo, una buenaalimentaci\u00f3n es vital para su correcto crecimiento y tambi\u00e9n para hacer frente auna gran variedad de agentes infecciosos y estresantes.Por el contario, una alimentaci\u00f3n deficiente, junto con el hacinamiento en lasplantas de acuicultura, hace que proliferen pat\u00f3genos oportunistas en el medioacu\u00e1tico, que en condiciones normales no causar\u00edan mayores problemas. Endefinitiva, la alta densidad de los cultivos hace que haya un estrecho contacto entreindividuos, provocando una disminuci\u00f3n del crecimiento, aumento de lasusceptibilidad a las enfermedades y disminuci\u00f3n del \u00e9xito reproductivo afectandodirectamente la producci\u00f3n.As\u00ed, entre las iniciativas para mejorar el bienestar de los peces, la prevenci\u00f3n es,sin duda, la mejor opci\u00f3n. Algunas medidas de prevenci\u00f3n tomadas en acuiculturason: evitar contagio de enfermedades entre piscifactor\u00edas mediante cuarentenas,mejorar la calidad del agua, y evitar factores de estr\u00e9s como altas densidades y elmanejo de los stocks durante las operaciones de carga, traslado y descarga.Tambi\u00e9n se ha visto, que el uso de vacunas tiene gran utilidad para la prevenci\u00f3nde enfermedades. Otras estrategias, como el uso de antibi\u00f3ticos oinmunoestimulantes para la obtenci\u00f3n de animales en mejores condiciones f\u00edsicashan sido medidas muy eficientes.Aunque los antibi\u00f3ticos sean efectivos en el tratamiento o control de algunasenfermedades, existen riesgos asociados para los consumidores derivados de laaparici\u00f3n de resistencias bacterianas a antibi\u00f3ticos. Por otro lado, las vacunas sonmuy efectivas pero muy espec\u00edficas para determinados pat\u00f3genos e inefectivos eninvertebrados y primeros estadios de vertebrados.El uso de inmunoestimulantes en acuicultura ha aumentado en las \u00faltimas d\u00e9cadas.\u00e9stos compuestos, aumentan la resistencia frente a enfermedades potenciando losmecanismos de defensa inespec\u00edficas. Unos de los m\u00e1s utilizados es el \u00edY-glucano,un polisac\u00e1rido presente en la pared celular de bacterias, algas, levaduras yhongos. Otros inmunoestimulantes tambi\u00e9n utilizados en acuicultura son loslipopolisac\u00e1ridos, la quitina, vitaminas, etc.El objetivo de esta tesis es desarrollar un m\u00e9todo para poder testar el potencialefecto inmunoestimulante de mol\u00e9culas como suplementos nutricional en especiescon inter\u00e9s en la acuicultura, de una manera preliminar r\u00e1pida, eficaz y de bajocoste utilizando en el modelo animal de pez cebra.El uso del pez cebra como modelo tiene varias ventajas respecto a otras especiesde peces como por ejemplo; el peque\u00f1o tama\u00f1o, la fertilizaci\u00f3n externa, el r\u00e1pidodesarrollo embrionario, la transparencia de los embriones en los primerosestadios del desarrollo, la existencia de gran cantidad de herramientas gen\u00e9ticas anuestra disposici\u00f3n y finalmente, entre otras ventajas, la cercan\u00eda evolutiva a lospeces con inter\u00e9s en acuicultura.Para conseguir este objetivo, en primer lugar se seleccionaron una serie de genesdirectamente relacionados con el sistema inmune innato: hsp70, il1b, lyz, mpo,tlr22, tnfa y trf, para posteriormente estudiar su expresi\u00f3n en los primerosd\u00edas del desarrollo embrionario mediante rt-qpcr.De entre los posibles inmunoestimulantes descritos en la bibliograf\u00eda, se seleccion\u00f3el \u00edY-glucano para poner a punto toda la metodolog\u00eda. Para ello, se estudi\u00f3 su efectoen diferentes momentos del desarrollo embrionario mediante tres v\u00edas diferentesde administraci\u00f3n: inmersi\u00f3n, microinyecci\u00f3n y mediante una dieta enriquecida.Asimismo, se realizaron ensayos de expresi\u00f3n g\u00e9nica de los genes seleccionados.Los resultados obtenidos demostraron que la v\u00eda m\u00e1s eficaz de administraci\u00f3n delcompuesto fue la inmersi\u00f3n y, adem\u00e1s que la edad de los embriones y tiempo deexposici\u00f3n eran factores muy importantes a la hora de testar uninmunoestimulante. De hecho, se propone un protocolo que consiste en unaexposici\u00f3n desde el primer d\u00eda de desarrollo hasta 5 d\u00edas post fertilizaci\u00f3n (dpf), yaque es cuando se vieron m\u00e1s cambios en la expresi\u00f3n en los genes. Este protocolo(denominado e3) se puede considerar alternativo a la experimentaci\u00f3n animalseg\u00fan la normativa europea 2010\/63\/eu.A continuaci\u00f3n se procedi\u00f3 a evaluar el efecto de tres tipos diferentes de estr\u00e9s enel desarrollo embrionario para poder testar el potencial efecto protector del \u00edY-glucano en las larvas. Los estreses seleccionados fueron: dos f\u00edsicos (choquet\u00e9rmico y radiaciones ultravioleta) y uno biol\u00f3gico (una infecci\u00f3n con dos cepas deuna bacteria oportunista de peces, vibrio anguillarum). El efecto de los estreses enlarvas se observ\u00f3 mediante el estudio de la mortalidad, la presencia demalformaciones y la tasa de eclosi\u00f3n durante los 4 d\u00edas posteriores al tratamiento.Una vez optimizadas las condiciones para evaluar los efectos causados por losestreses, se llev\u00f3 a cabo una exposici\u00f3n con \u00edY-glucano siguiendo el protocolo e3.En el caso de los estreses f\u00edsicos, y tras su exposici\u00f3n al inmunoestimulante, no seobserv\u00f3 ninguna resistencia de las larvas frente a los estreses. Por el contrario, enel caso de la infecci\u00f3n con la cepa m\u00e1s infecciosa de v. Anguillarum si que seobserv\u00f3 una resistencia temporal, disminuyendo la mortalidad en las primerashoras de la infecci\u00f3n. Sin embargo, finalmente se desech\u00f3 este sistema como testpreliminar, ya que la duraci\u00f3n total del experimento se alarga hasta los 9 dpf de laslarvas, y por lo tanto seg\u00fan la normativa vigente perdiendo la denominaci\u00f3n dem\u00e9todo alternativo.En paralelo, se desarroll\u00f3 un modelo gnotobi\u00f3tico utilizando pulsos de luz comomedida complementaria al tratamiento de antibi\u00f3ticos. Los animales gnotobi\u00f3ticosson aquellos en los que se conoce su microbiota, por lo que tambi\u00e9n incluye aaquellos con ausencia de microbiota \u00c2\u00bfgerm free\u00c2\u00bf. De hecho, estos organismos sonmuy \u00fatiles para estudiar la interacci\u00f3n entre un pat\u00f3geno y su hu\u00e9sped, aunque enel presente estudio, se pretend\u00eda estudiar el efecto del \u00edY-glucano en larvas ax\u00e9nicas(\u00c2\u00bfgerm free\u00c2\u00bf), para ver si de esta forma pod\u00edamos aumentar la precisi\u00f3n del testmediante la reducci\u00f3n del tiempo de exposici\u00f3n y la reducci\u00f3n de la variabilidaddebida a la presencia de microbiota. Para ello, testamos el efecto de diferentesintensidades y cantidad de pulsos de luz en la mortalidad, as\u00ed como en el tipo yn\u00famero de malformaciones a corto (6 d\u00edas despu\u00e9s del tratamiento) y largo plazo(6 meses despu\u00e9s del tratamiento). En este \u00faltimo caso tambi\u00e9n se estudi\u00f3 elefecto sobre fertilidad y viabilidad de los descendencia.Una vez obtenidas las larvas de pez cebra sin carga microbiana, y asegur\u00e1ndonosque no hubiera efectos secundarios que afectaran negativamente al crecimiento ydesarrollo de las mismas, se analiz\u00f3 el efecto del \u00edY-glucano en el sistema inmune,nuevamente, mediante ensayos expresi\u00f3n g\u00e9nica. Para ello, embriones de 1 dpf seexpusieron por inmersi\u00f3n al \u00edY-glucano durante tres d\u00edas, un d\u00eda menos que en elcaso del protocolo e3. Sin embargo, no se observaron diferencias significativasentre larvas gnotobi\u00f3ticas y no gnotobi\u00f3ticas en la expresi\u00f3n g\u00e9nica. Por lo tanto,se descart\u00f3 el uso de larvas gnotobi\u00f3ticas para evaluar el efecto beneficioso deposibles inmunoestimulantes.Finalmente, se ha validado satisfactoriamente el sistema desarrollado (e3) en estetrabajo mediante una bacteria de ensayos de efectividad sobre extractos de tresespecies de microalgas: chlorella vulgaris, chlorella pyrenoidosa y spirulinaplatensis, que son fuente de posibles sustancias con actividad inmunoestimulante.Los extractos obtuvieron mediante tres procesos diferentes en los que lacomposici\u00f3n variaba. Se testaron liofilizados de algas, proceso de r\u00e1pidadesecaci\u00f3n de las c\u00e9lulas, extractos con alto contenido en polisac\u00e1ridosestructurales de la pared celular y sobrenadantes con alto contenido enexopolisac\u00e1ridos importantes en el protecci\u00f3n celular. En el caso de c. Vulgaris, nose observ\u00f3 ninguna actividad inmunomoduladora en ninguna de las muestrasanalizadas.En las muestras liofilizadas de c. Pyrenoidosa y s. Platensis tampoco se detectoning\u00fan efecto en los genes analizados. En los extractos de estas dos especies, seobserv\u00f3 un efecto importante en una de las muestras de s. Platensis, que coincid\u00edacon la muestra con mayor concentraci\u00f3n de polisac\u00e1ridos. En los sobrenadantes dec. Pyrenoidosa y s. Platensis se observaron importantes cambios en algunos de losgenes testados. Tambi\u00e9n se ha detectado un efecto negativo en la actividadinmunomoduladora del almacenamiento a 4\u00c2\u00bac en la actividad de lossobrenadantes de s. Platensis.En conclusi\u00f3n, se ha dise\u00f1ado un m\u00e9todo alternativo f\u00e1cil, r\u00e1pido y de bajo costecon larvas de pez cebra para hacer una pre-selecci\u00f3n de compuestos con posibleuso como inmunoestimulante en cr\u00eda de larvas o como aditivo de alimento paraespecies de peces con inter\u00e9s en la acuicultura.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>Use of zebrafish (danio rerio) to evaluate the efficacy of novel compounds as immunostimulants in aquaculture<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Use of zebrafish (danio rerio) to evaluate the efficacy of novel compounds as immunostimulants in aquaculture <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 Usua Oyarbide Cuervas-mons <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 Pa\u00eds vasco\/euskal herriko unibertsitatea<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 28\/06\/2012<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Director de la tesis<\/strong>\n<ul>\n<li> Rainieri<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: manuel Soto lopez <\/li>\n<li>laia Ribas cabezas (vocal)<\/li>\n<li>vanesa Robles rodr\u00edguez (vocal)<\/li>\n<li>beatriz Novoa garcia (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tesis doctoral de Usua Oyarbide Cuervas-mons Antiguamente se cre\u00eda que los oc\u00e9anos eran fuentes inagotables de recursos y queten\u00edan la 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