Developing pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide into a treatment for microbial infections in fish and shrimp aquaculture Mise au point du polypeptide activant l’adénylate cyclase hypophysaire dans le traitement des infections microbiennes pour l’élevage de poissons In 2017, aquaculture provided more than 50% of the fish humans consumed. In Cuba, there are plans to double the fish farming industry by 2030. However, aquaculture occurs in uncontrolled ocean and pond water that contains many potential pathogens. Antibiotics are used regularly to prevent and treat bacterial diseases, but resistant strains have arisen, making treatment less effective in this vital food source.  

Antimicrobial peptides (chains of amino acids) offer an alternative treatment that is already part of the host immune response. The pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP) has shown antimicrobial properties in humans, but its activity in aquatic animals has not been well-explored.  

This project seeks to characterize and select polypeptides with immunostimulant and antimicrobial activities to protect fish and shrimp against infectious diseases in Canada and Cuba. This will be achieved by assessing the antimicrobial and immunostimulant activity of variants of PACAP with modifications to extend the effective lifespan of the molecule, and then determining the dose and treatment plan most effective in rainbow trout in Canada. 

The information obtained from testing and optimizing the use of PACAP as an antimicrobial treatment in Canada will be shared with Cuban scientists to apply to Cuban species, including tilapia, claria, and shrimp. Due to the characteristics of this class of polypeptides, it has the potential to increase animal health and reduce the need for antimicrobials. En 2017, l’aquaculture a fourni plus de 50 % des poissons consommés par les humains. À Cuba, il est prévu de doubler l’industrie piscicole d’ici 2030. Cependant, l’aquaculture est pratiquée dans l’océan ou des étangs dont l’eau n’est pas contrôlée et est, de ce fait, susceptible de contenir de nombreux agents pathogènes. Les antibiotiques sont régulièrement utilisés pour prévenir et traiter les maladies bactériennes, mais des souches résistantes sont apparues, rendant le traitement de cette source alimentaire vitale moins efficace. 

Les peptides antimicrobiens (chaînes d’acides aminés) constituent un traitement de remplacement qui fait déjà partie de la réponse immunitaire de l’hôte. Le polypeptide activant l’adénylate cyclase hypophysaire (PACAP) a montré des propriétés antimicrobiennes chez l’homme, mais son activité chez les animaux aquatiques n’a pas été bien étudiée. 

Ce projet vise à caractériser et à sélectionner des polypeptides ayant des activités immunostimulantes et antimicrobiennes afin de protéger les poissons et les crevettes contre les maladies infectieuses au Canada et à Cuba. Pour ce faire, on évaluera l’activité antimicrobienne et immunostimulante des variantes du PACAP, en y apportant des modifications pour prolonger la durée de vie utile de la molécule, puis on déterminera la dose et le plan de traitement les plus efficaces chez la truite arc-en-ciel au Canada. 

L’information obtenue grâce aux essais et à l’optimisation de l’utilisation du PACAP comme traitement antimicrobien au Canada sera communiquée aux scientifiques cubains pour être appliquée aux espèces du pays, notamment le tilapia, le poisson-chat et la crevette. En raison des caractéristiques de cette classe de polypeptides, le PACAP a le potentiel d’améliorer la santé animale et de réduire le besoin d’antimicrobiens.