Tres tesis doctorales realizadas en el Instituto de Investigaciones Marinas (IIM-CSIC) defendidas recientemente permiten avanzar en el conocimiento sobre la inmunidad del mejillón mediterráneo y de las dinámicas de inactivación bacteriana en presencia de compuestos antimicrobianos distintos de los antibióticos y ofrecer, en el ámbito de la acuicultura sostenible, un modelo innovador de producción basado en la cooperación entre algas y bacterias marinas.
Tesis sobre la respuesta inmune de Mytilus galloprovincialis mediante un enfoque transcriptómico, proteómico y morfológico
Estudio de la respuesta inmune de Mytilus galloprovincialis mediante un enfoque transcriptómico, proteómico y morfológico es la tesis realizada por Antonella Panebianco Barreiro bajo la dirección de Ángel Eduardo Pérez Diz (Universidad de Vigo) y Antonio Figueras Huerta (IIM-CSIC). Se defendió recientemente y obtuvo la calificación de Sobresaliente cum laude. La autora, Antonella Panebianco Barreiro (Montevideo, 1995), es graduada en Biología (2018) y Máster en Genómica y Genética (2019) en la Universidad de Vigo.
“El mejillón es un bivalvo de gran importancia ecológica y comercial, que depende de la inmunidad innata mediada por hemocitos y efectores humorales para defenderse de patógenos. Tradicionalmente, la investigación se ha centrado en los hemocitos presentes en la hemolinfa, mientras que otros compartimentos biológicos han sido poco estudiados, a pesar de que contienen células y proteínas clave para la respuesta inmune”, explica Antonella Panebianco Barreiro.
Por ello, el objetivo de la tesis era avanzar en el conocimiento de dos compartimentos: el líquido intervalvar y el suero de la hemolinfa. Partiendo de muy poca información previa, se pretendían caracterizar las células del líquido intervalvar y compararlas con los hemocitos de la hemolinfa y analizar las proteínas presentes en el suero para entender su papel en la respuesta inmune, especialmente frente a la infección por Vibrio splendidus.
Los resultados principales muestran que el líquido intervalvar del mejillón gallego contiene células similares a los hemocitos de la hemolinfa, pero con diferencias como un tamaño más pequeño, mayor movilidad y una actividad inmunitaria basal más alta. La concentración de estas células aumenta en respuesta a estímulos como daño físico o infección bacteriana, lo que sugiere que funcionan como una primera barrera de defensa. Además, las proteínas relacionadas con la respuesta inmune presentes en el suero de la hemolinfa se modulan tras la infección por Vibrio splendidus, indicando una activación de la respuesta inmunitaria tanto en la parte celular como en la acelular.
“Estos resultados amplían el conocimiento sobre la inmunidad del mejillón mediterráneo, destacando la relevancia de explorar compartimentos menos estudiados para entender mejor sus mecanismos de defensa frente a patógenos y estrés ambiental”, valoran los directores de la tesis.
Tesis sobre Interacciones Microbianas en Macroalgas con Implicaciones en Acuicultura
Interacciones Microbianas en Macroalgas con Implicaciones en Acuicultura es la tesis realizada por Gonzalo Del Olmo Berenguer bajo la dirección de José Pintado (IIM-CSIC) y Javier Cremades (Universidad de La Coruña). Se defendió recientemente y obtuvo la calificación de Sobresaliente cum laude.
El autor, nacido en Madrid en 1994, es graduado en Biología (2017, Universidad Autónoma de Madrid), con un máster en Microbiología (2018, Universidad Autónoma de Madrid).
La tesis se centra en el ámbito de la acuicultura sostenible, presentando un modelo innovador de producción basado en la cooperación entre algas y bacterias marinas. El estudio demuestra que el alga verde Ulva ohnoi, en simbiosis con la bacteria marina Phaeobacter inhibens 4UAC3, puede integrarse en Sistemas Multi-Tróficos Integrados de Recirculación Acuícola (IMTA-RAS, por sus siglas en inglés) para mejorar la salud del entorno, reduciendo la proliferación de patógenos.
Este enfoque multitrófico aprovecha los residuos generados por los peces para alimentar a las algas, que a su vez oxigenan el sistema y producen biomasa. Al incorporar bacterias beneficiosas de la microbiota natural del alga, como Phaeobacter, se modifica intencionadamente el microbioma del sistema, creando un entorno menos propenso a enfermedades.
“Queríamos ir más allá del uso del alga como simple biofiltro. Al considerarla como un holobionte, es decir, una unidad ecológica, formada por el alga y sus microorganismos asociados, pudimos diseñar estrategias más precisas para reforzar su papel como control microbiológico el sistema de cultivo”, explica el autor.
Durante los ensayos en laboratorio, se comprobó que el co-cultivo de Ulva y Phaeobacter reducía significativamente la presencia del patógeno Vibrio anguillarum. No obstante, la presencia de Phaeobacter en la superficie del alga dependía de las condiciones lumínicas: bajo oscuridad, la asociación se mantenía estable, mientras que con alta intensidad lumínica la bacteria desaparecía, posiblemente por cambios en el metaboloma del holobionte Ulva.
Este hallazgo llevó al diseño de un prototipo experimental de IMTA- RAS añadiendo tres tanques interconectados: uno iluminado para favorecer el crecimiento del alga, otro cubierto para asegurar la persistencia de la bacteria y un tercero simulando la presencia de peces mediante la adición de nutrientes y al que se le añadió el patógeno V. angullarum. El sistema, probado a escala de laboratorio, logró mantener un equilibrio funcional entre producción de biomasa algal, mantenimiento de la bacteria beneficiosa y control del patógeno.
“El siguiente paso de la investigación será escalar el modelo a nivel piloto en condiciones reales de cultivo, donde los ciclos de nutrientes y la dinámica microbiana son más complejos. A largo plazo, esta propuesta puede contribuir a una acuicultura más circular, resiliente y respetuosa con el medio ambiente. El modelo presenta varias ventajas: diversificación de productos (peces y algas), reducción en el uso de tratamientos químicos, ahorro en costes de depuración de agua y una mayor resistencia del sistema frente a enfermedades. Todo ello lo posiciona como una alternativa viable para avanzar hacia una acuicultura eficiente y sostenible”, valoran los directores de la tesis.
Tesis sobre Dinámicas de inactivación bacteriana y su relación con la resistencia a antimicrobianos
“Dinámicas de inactivación bacteriana y su relación con la resistencia a antimicrobianos» es la tesis realizada por Adrián Pedreira bajo la dirección de Míriam Rodríguez García y Xosé Antón Vázquez Álvarez (IIM-CSIC). Se defendió recientemente y obtuvo la calificación de Sobresaliente cum laude. El autor, Adrián Pedreira (Vigo, 1991) es graduado en Biología y Máster en Biotecnología Avanzada por la Universidad de Vigo.
“La resistencia a compuestos antimicrobianos (RAM) constituye una de las más graves amenazas para la salud pública a nivel mundial. El término RAM se refiere a la capacidad de un microorganismo para proliferar en presencia de un determinado compuesto antimicrobiano. Mientras que la resistencia intrínseca es natural, la resistencia adquirida es la más preocupante, definiéndose como la capacidad de los microorganismos para multiplicarse en una concentración que inicialmente sería suficiente para inactivarlos. La RAM convierte en inservibles los otrora eficaces protocolos de desinfección y tratamientos con antibióticos”, explica el autor.
En este contexto, la tesis se centra en el estudio de las dinámicas de inactivación bacteriana en presencia de compuestos antimicrobianos distintos de los antibióticos, desarrollando herramientas para predecir estas dinámicas y evaluando el impacto de la resistencia adquirida. Se seleccionaron dos grupos de compuestos: los compuestos de amonio cuaternario (QACs) como el cloruro de didecildimetilamonio (DDAC) y el cloruro de benzalconio (BAC), y los componentes de aceites esenciales (EOCs) como el carvacrol y el eugenol. Se trabajó con dos especies bacterianas modelo: Escherichia coli (Gram negativa) y Bacillus cereus (Gram positiva).
Los resultados demuestran que tanto los QACs como los EOCs muestran efectos bactericidas y bacteriostáticos dependientes de la dosis. Se observaron diferencias significativas entre especies: E. coli se caracterizó por una fase adaptativa más lenta y mayor resistencia, mientras que B. cereus mostró una rápida fase de adaptación y mayor el carvacrol y el eugenol. Se trabajó con dos especies bacterianas modelo: Escherichia coli (Gram negativa) y Bacillus cereus (Gram positiva).
Los resultados demuestran que tanto los QACs como los EOCs muestran efectos bactericidas y bacteriostáticos dependientes de la dosis. Se observaron diferencias significativas entre especies: E. coli se caracterizó por una fase adaptativa más lenta y mayor resistencia, mientras que B. cereus mostró una rápida fase de adaptación y mayor sensibilidad al incremento en la concentración de los compuestos.
“Se desarrollaron modelos matemáticos que permiten predecir la respuesta de adaptación bacteriana en presencia de concentraciones subletales de cloruro de didecildimetilamonio (un desinfectante ampliamente utilizado en el ámbito doméstico, hospitalario y en instalaciones de procesado de alimentos) y carvacrol (un preservante alimenticio). Estos modelos son útiles a la hora de diseñar estrategias de desinfección adecuadas, que aseguren la inactivación bacteriana minimizando la emergencia de formas resistentes.
Por otra parte, se demostró que mezclas binarias de estos compuestos, así como otros similares, poseen actividad sinérgica frente a bacterias Gram positivas y Gram negativas, constituyendo una potencial arma a la hora de lidiar con cepas resistentes. A ello se une el desarrollo de https://microracle.shinyapps.io/Microracle/, una aplicación web donde los usuarios pueden usar los modelos predictivos desarrollados durante la tesis”, destacan los directores de la investigación.
 permiten conocer mejor la inmunidad del mejillón mediterráneo){kind=link}