Avaliação do estado imunológico de camarões Litopenaeus vannamei cultivados em sistemas de bioflocos heterotrófico e quimioautotrófico

Abstract

O uso de medidas profiláticas visando a contenção de doenças nos cultivos e a busca por ferramentas biotecnológicas que aumentem a resistência e a imunocompetência dos peneídeos são fundamentais para a sustentabilidade da carcinicultura. O presente estudo investigou o efeito de dois diferentes sistemas de cultivos em bioflocos, heterotrófico (BFT.H) e quimioautotrófico (BFT.Q), sobre o estado imunológico geral de camarões Litopenaeus vannamei, por meio de análises bioquímicas (parâmetros hemato-imunológicos) e moleculares (expressão de genes associados ao sistema imune no intestino médio). Animais cultivados em BFT.Q apresentaram melhores condições gerais de imunocompetência que os em BFT.H, possivelmente associado às suas condições ambientais mais estáveis. Independentemente do sistema BFT, camarões cultivados em bioflocos apresentaram maior capacidade aglutinante na hemolinfa, sugerindo maior capacidade de reconhecer e imobilizar potenciais microrganismos patogênicos. Enquanto camarões em BFT.Q apresentaram expressão diferencial de genes associados às defesas antivirais (LvDICER1, sistema RNAi) e antimicrobianas (LvPPAE-2 sistema proPO; Litovan STY1peptídeo antimicrobiano com atividade antifúngica - stylicina), o cultivo em BFT.H promoveu aumento no perfil transcricional voltado para defesas contra bactérias e fungos (Litovan ALF-A). Ademais, o perfil transcricional de 16S rRNA de algumas das principais comunidades bacterianas de peneídeos revelou maior abundância e viabilidade dos filos Actinobacteria e Firmicutes no intestino médio de camarões criados em BFT.Q e BFT.H, respectivamente. Curiosamente, o aumento de Firmicutes esteve associado a picos de compostos nitrogenados no BFT.H. Em conjunto, estes achados fornecem novas evidências sobre o impacto de diferentes sistemas de BFT sobre a imunocompetência e as comunidades bacterianas do intestino médio dos camarões. Por fim, esses insights podem auxiliar na compreensão da interação ambiente, imunidade do camarão e microbiota, visando a prevenção de doenças na carcinicultura.

Abstract: Prophylactic measures to prevent diseases in shrimp farms and promote immunocompetence in animals are essential to ensure the sustainability of aquaculture. Herein, we investigated the immunological status of Litopenaeus vannamei juveniles cultured in two biofloc systems: heterotrophic (BFT.H) and chemoautotrophic (BFT.Q) by analyzing some hemato immunological parameters and the transcriptional levels of immune-related genes in the midgut. The BFT-chemoautotrophic system presented more stable chemical conditions than the BFT.H, which was reflected in superior immunocompetence in animals. Generally, shrimp cultured in bioflocs had a higher agglutinating capacity than animals reared in clean water, indicating a better ability to recognize and immobilize potentially pathogenic microorganisms through hemolymph. Among all 53 genes analyzed in the midgut, LitvanSTY1 (antimicrobial peptide; antifungal activity), LvDicer1 (endoribonuclease from the RNAi antiviral system), and LvPPAE-2 (prophenoloxidase-activating enzyme) showed higher transcriptional levels in shrimp reared in BFT.Q. By contrast, only LitvanALF-A (antimicrobial peptide; responses against bacteria and fungi) had a differential expression in animals reared in BFT.H. In addition, 16S rRNA transcriptional profiling of some main bacterial phyla present in shrimp revealed greater abundance and viability of Actinobacteria and Firmicutes in shrimp midgut reared in BFT.Q and BFT.H, respectively. Interestingly, the increment of Phylum Firmicutes in the midgut of shrimp reared in BFT.H was associated with peaks of nitrogenous compounds in this biofloc system. Taken together, our findings provide new evidence of the impact that different BFT systems can have on shrimp immunocompetence and//or on bacterial communities colonizing the midgut. Finally, these insights can shed light on the interaction between the environment, shrimp immunity, and microbiota, aiming at disease prevention in shrimp farming.