De la bioinformática a la cocina

Tema

El diagnóstico de enfermedades de organismos acuícolas se apoya del uso de herramientas bioinformáticas

¿Los camarones, almejas, ostiones y peces se enferman?

La mayoría de los organismos marinos que consumimos se obtienen de cultivos porque, muy pocos provienen de la pesca. Esto se debe a que el consumo de peces y mariscos cada día aumenta más, y lo que se pesca es insuficiente para responder a la demanda de los productos. Debido a esto, existen granjas acuícolas con estanques en forma de albercas gigantes con agua de mar, en donde se cultivan camarones y peces (Fig. 1A), a diferencia de las almejas y ostiones que se cultivan en sistemas de canastas flotantes en el mar, o en sacos de malla plástica a la orilla del mar (Fig. 1B). En estos sistemas de cultivo, los organismos están expuestos a virus y bacterias que están en el agua de mar, siendo casi imposible que, cuando hay proliferación de patógenos, se dispersen en todos los sistemas de cultivo. 

Figura 1. Sistema de cultivo de camarón (A) y ostión (B).

Cuando los camarones, peces, ostiones y/o almejas se cultivan en grandes cantidades, aumenta la probabilidad de la presencia de enfermedades. En algunas ocasiones todos los organismos mueren, lo que provoca pérdidas económicas al productor, desabasto del producto en el mercado y, por lo tanto, un aumento en el precio del poco producto que sobrevivió. Para tener control sobre las enfermedades en las granjas acuícolas, se realizan análisis periódicos de los patógenos (virus y bacterias), buscando a los mas peligrosos para los animales, pero que no afectan al humano.

Para ello, los investigadores en oceanología, y biología marina, hacemos uso de herramientas biotecnológicas como los análisis bioinformáticos, que consideran las secuencias de ADN (Acido Desoxirribo Nucleico, Fig. 2A) de los genomas de virus y bacterias, para conocer como varían los genomas de los patógenos de la región en donde se realizan los cultivos (camarones, peces, almejas y ostiones). Posteriormente, diseñamos computacionalmente pruebas de PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa) que nos permiten detectar las diferentes variaciones de los patógenos, ya que su secuencia de ADN va cambiando, tanto, que en ocasiones no es posible detectarlos usando pruebas de PCR en el laboratorio. Para evitar falsos negativos en el diagnóstico (Fig. 2B), debido a las variaciones en el genoma (mutaciones), tenemos que estudiar el ADN completo (genoma) y seguir rediseñando nuevas pruebas de PCR, es un sistema muy dinámico. 

Cuando se detecta algún patógeno, se continúa con pruebas mas especificas y cuantitativas como el qPCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa cuantitativo, -Fig. 2C-) que permiten saber la cantidad de patógenos que hay en la muestra del animal que se esta analizando. Con estos resultados, los productores que cultivan los organismos tienen elementos para tomar decisiones que permiten que los productos cultivados lleguen a nuestra mesa, con una calidad sanitaria apegada a la norma vigente.

Figura 2. Análisis bioinformático de secuencias de ADN (A), toma de muestra de ostión, y mezcla de reactivos (B), PCR en termociclador (C), ostiones libres de enfermedades listos para el consumo (D).

De las especies acuícolas que se cultivan en México, el camarón es el que ha presentado mas problemas a lo largo de la historia, lo infectan diferentes virus y bacterias, que afortunadamente han sido controlados con buenas prácticas de los productores, apoyados en la biotecnología basada en el conocimiento científico.

Las estrategias de prevención y diagnóstico de enfermedades de camarones, ostiones, almejas y peces, en las que participamos investigadores de instituciones mexicanas como el Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C. (CIBNOR) en La Paz, BCS, permite que haya suficiente abasto de estas especies, y que el producto llegue hasta tu cocina y mesa (Fig. 2D).