Myxobolus cerebralis

Myxobolus cerebralis é un mixozoo, da clase Myxosporea, parasito dos salmónidos (salmóns, troitas e afíns) que causa a enfermidade do torneo nas poboacións salvaxes de peixes e tamén nas piscifactorías. Describiuse por primeira vez na troita arco da vella en Alemaña hai un século, pero a súa distribución ampliouse e está presente na maior parte de Europa e as demais zonas tépedas do planeta. Na década de 1980 descubriuse que M. cerebralis necesita infectar a un oligoqueto tubifícido (unha clase de verme segmentado) para completar o seu ciclo vital. O parasito infecta aos seus hóspedes por medio das súas cápsulas polares, similares aos cnidoblastos, que inoculan as súas células tras perforar os epitelios cos seus filamentos polares. A enfermidade do torneo afecta os peixes novos (alevíns e xuvenís) e cáusalles deformacións no esqueleto e danos neurolóxicos, polo que os peixes avanzan torpemente virando como un sacacorchos en lugar de nadar normalmente, polo que teñen dificultades para conseguir alimento e son máis vulnerables aos depredadores. A taxa de mortalidade é alta para os alevíns, superior ao 90% dos infectados, e os que conseguen sobrevivir quedan deformados polo parasito que permanece nos seus ósos e cartílaxe, que actúan como reserva do parasito, que se liberará na auga trala morte do peixe. M. cerebralis é o mixozoo patóxeno que causa maiores danos económicos. É o primeiro mixospóreo do cal se describiu a súa patoloxía e síntomas. Este parasito non é capaz de infectar aos humanos. Taxonomía
A taxonomía e denominación, tanto de M. cerebralis como as dos mixozoos en xeral, foron historicamente complicadas. Orixinalmente pensouse que este parasito infectaba o cerebro dos peixes (de aí o seu nome específico cerebralis), aínda que pronto se descubriu que aínda que aparecía no sistema nervioso principalmente infectaba a cartílaxe e o tecido óseo. Tamén se describiu como Myxobolus chondrophagus, que describía máis adecuadamente ao organismo (chondrophagos en grego significa comedor de cartílaxe), pero finalmente asignouse o primeiro nome como as normas da nomenclatura binomial establecen. Máis tarde descubriuse que os organismos anteriormente denominados Triactinomyxon dubium e T. gyrosalmo (clase Actinosporea) eran en realidade os estadios de actinospora de M. cerebralis, que ten un ciclo vital complexo. De forma similar os demais actinosporeos incorporáronse a outros ciclos vitais de varios myxosporeos.
Na actualidade os mixozoos son considerados animais por moitos científicos, aínda que con anterioridade eran clasificados como protozoarios multicelulares, aínda que o seu status non cambiou oficialmente. Estudos moleculares recentes suxiren que están relacionados tanto cos bilaterais como cos cnidarios, sendo os cnidarios os máis próximos morfoloxicamente xa que ambos os grupos teñen filamentos proxectables, aínda que xeneticamente estarán algo máis próximos aos bilaterais. Morfoloxía
Myxobolus cerebralis ten varios estados diferentes segundo as súas etapas de desenvolvemento, que van desde simples células a esporas relativamente grandes, non todas delas estudadas en detalle.
Estado de actinospora
O estado que nada na auga e infecta aos peixes, chamado actinospora, está composto por un corpo alargado simple duns 150 micrómetros (µm) de longo e con tres apéndices ou "colas" que miden cada un uns 200 micrómetros. Ten un paquete de esporoplasma ao final do seu corpo alargado que contén 64 células xeminais rodeadas por unha envoltura celular. Ademais hai tres cápsulas polares, cada unha das cales contén un filamento polar enrolado que mide entre 170 e 180 µm. Os filamentos polares dispáranse rapidamente dentro do corpo do hóspede tanto neste estado como no de mixospora, creando unha apertura pola que o esporoplasma pode entrar e infectar ao hóspede.
Estado de esporoplasma
Unha vez en contacto co peixe ou o verme hóspede, sae da cápsula polar e o esporoplasma que estaba dentro do corpo central da espora migra dentro da pel ou o recubrimento dos intestinos. Ao principio este esporoplasma sofre mitosis para producir máis células ameboides que migran cara a capas de tecido máis internas, até atopar a cartilaxe cerebral dos peixes.
Estado de mixospora
A mixoespora é o estado que pode infectar aos oligoquetos, e atópanse entre os restos dixeridos de cartilaxe de peixes e libéranse na auga coa súa morte. As mixosporas, que se desenvolven a partir de células do esporoplasma dentro dos peixes hóspedes, son lenticulares. Teñen un diámetro duns 10 micrómetros e constan de seis células. Dúas destas células forman a cápsula polar, dúas xorden para formar un esporoplasma binucleado e dúas forman válvulas de protección. Son a miúdo difíciles de distinguir dos de especies afíns porque son morfoloxicamente moi similares en todos os xéneros. Aínda que M. cerebralis só se atopou como mixospora na cartilaxe dos salmónidos, outras especies visualmente similares poden estar presentes na pel, o sistema nervioso e os músculos. Ciclo vital
Myxobolus cerebralis teñen un ciclo vital que necesita de dous hóspedes, os peixes da familia dos salmónidos e un oligoqueto acuático da familia dos tubifícidos. O único verme coñecido susceptible de ser infectado por M. cerebralis é Tubifex tubifex, aínda que o que os científicos chaman até agora T. tubifex podería ser máis dunha especie.
En primeiro lugar as mixosporas que se atopan entre os detritos dos sedimentos son inxeridas polos vermes tubifícidos, estas mixosporas proveñen da descomposición de peixes mortos ou das feces dos depredadores que comeron peixes infectados. Unha vez inxeridas, no lume do intestino do verme, as esporas proxectan as súas cápsulas polares e suxéitanse aos epitelios intestinais por medio dos filamentos polares. A cuberta das válvulas ábrense entón pola liña de sutura e as células xeminais binucleadas do esporoplasma penetran entre as células do epitelio intestinal do verme. Estas células multiplícanse, producindo moitas células ameboides por un proceso de multiplicación asexual de fisión celular denominado merogonia. Como resultado deste proceso de multiplicación os espazos intercelulares das células epiteliales de máis de dez segmentos veciños do verme poden quedar infectadas.
Entre 60 e 90 días despois da infección as células sexuais do parasito sofren a esporoxénese e desenvólvense os esporocistos, cada un dos cales contén oito actinosporas. Estas esporas son liberadas á auga a través do ano do oligoqueto. Os tubifícidos infectados poden liberar actinosporas polo menos durante un ano. As actinosporas liberadas deste xeito poden nadar e infectar aos peixes penetrando a través da súa pel. Os peixes tamén poden infectarse ao inxerir un tubifícido infectado.
A actinospora infecta ao peixe inoculándoo cos seus filamentos polares, que están nunhas cápsulas similares aos cnidoblastos, que penetran na pel e expulsan células no interior do peixe. O proceso de penetración destas esporas nun peixe dura só uns segundos. En cinco minutos un saco de células xeminais denominado esporoplasma penetra a epiderme, e nunhas poucas horas, o esporoplasma divídese en células individuais que se diseminan por todo o peixe.
No interior do peixe prodúcense tantas etapas intracelulares como extracelulares, reproducíndose na súa cartílaxe por multiplicación asexual. O estado final do parasito dentro do peixe é a mixospora, que se forma por esporogonia na cartilaxe do hospedante. Alí as mixosporas vanse acumulando ata que o peixe morre. Libéranse ao medio cando o peixe se descompón ou é devorado. Algúns estudos recentes indican que algúns peixes expelen mixosporas viables mentres están aínda vivos.
As mixosporas son extremadamente resistentes. Tense visto que esta forma de espora de Myxobolus cerebralis poden tolerar a conxelación a -20 °C polo menos durante 3 meses, aguantan en barro a 13 °C polo menos 5 meses e poden pasar a través dos intestinos dun lucio ou un pato sen perder o seu poder infeccioso para os vermes. As actinosporas teñen unha vida máis curta, sobrevivindo menos de 34 días, dependendo da temperatura.
O ciclo péchase cando as mixosporas son liberadas por descomposición trala morte do peixe ou por medio dos excrementos dos depredadores que comeron algún salmónido infectado, deposítanse nos sedimentos do río e son inxeridas de novo por un verme que resulta infectado. Patoloxía
Rexistráronse infeccións de M. cerebralis nunha gran variedade de especies de salmónidos: 8 especies de salmónidos atlánticos, Salmo; 4 especies de salmónidos do pacíficos, Oncorhynchus; 4 especies de troitas Salvelinus; o Thymallus thymallus; e Hucho hucho. M. cerebralis causa danos nos peixes pola adhesión das actinosporas aos tecidos e a migración dos seus distintos estados a través dos nervios, ademais de pola dixestión da cartilaxe. A cola do peixe adoita escurecerse, pero á parte das lesións na cartilaxe, o resto dos órganos internos xeralmente parecen sans. Outros síntomas son as deformacións esqueléticas e o comportamento xiratorio (perseguíndose a cola) nos peixes novos, que se pensou que era causado pola perda do sentido do equilibrio, pero que en realidade se debe ao dano na espiña dorsal e a base do cranio. Realizáronse experimentos que demostraron que os peixes poden matar aos Myxobolus na súa pel (posiblemente por medio de anticorpos), pero que o peixe é incapaz de atacar os parasitos unha vez que chegaron ao seu sistema nervioso central. A magnitude da resposta inmunitaria varía dependendo das especies.
A liberación de actinosporas pola parede intestinal do verme T. tubifex dana a súa mucosa, xa que isto pode ocorrer miles de veces nun só verme, e crese que pode prexudicar a absorción de nutrientes. Ademais, os vermes infectados teñen unha masa corporal máis baixa e poden estar decolorados. As esporas libéranse do verme case exclusivamente cando a temperatura se atopa entre 10 °C e 15 °C, así que os peixes en augas máis cálidas ou máis frías teñen menos probabilidade de resultar infectados, e as taxas de infección son estacionais. Susceptibilidade
O tamaño do peixe e a súa idade, a concentración de actinosporas e a temperatura da auga inflúen nas taxas de infección nos peixes, ademais da especie do peixe en cuestión. A enfermidade ten maior impacto en peixes de menos de cinco meses de idade porque o seu esqueleto non se osificou aínda. Isto fai aos peixes novos máis susceptibles ás deformidades, ao proporcionarlle ao M. cerebralis máis cartilaxe do que alimentarse. Nun estudo sobre sete especies de salmónidos e moitas das súas razas, Salvelinus fontinalis e a troita arco da vella (excepto unha variedade) foron de lonxe as que resultaron máis seriamente afectadas por M. cerebralis tras dúas horas de exposición. Mentres que as outras especies, Salvelinus confluentus, o salmón real, a troita común e Thymallus arcticus foron moito menos afectados. Ademais a troita común pode portar o parasito sen mostrar ningún síntoma, xa que esta especie posiblemente era o hóspede orixinal de M. cerebralis e adaptouse a el. Debido a esta ausencia de síntomas da troita común o parasito non foi descuberto ata que as troitas arco da vella foron introducidas en Europa. Diagnóstico
As infeccións clínicas moderadas e graves dos peixes con enfermidade do torneo poden ser diagnosticadas polos cambios do comportamento dos peixes que aparecen entre os 35 e 80 días despois da infección inicial, aínda que algunhas feridas ou a deficiencia de triptófano e ácido ascórbico na dieta poden producir síntomas similares, así que o diagnóstico definitivo require atopar myxosporas na cartilaxe dos peixes. Nas infeccións severas ao examinar as cartilaxes ao microscopio aparecerán as lesións e as esporas. En infeccións menos severas a proba implica primeiro a dixestión da cartilxe cranial coas proteasas pepsina e tripsina para poder ver as esporas. A cabeza e outros tecidos poden ser examinados posteriormente histopatoloxicamente para confirmar que a localización e a morfoloxía das esporas concordan coas de M. cerebralis. Tamén é posible a identificación serolóxica das esporas en seccións de tecido usando o anticorpo producido contra as esporas. A identificación do parasito tamén pode ser confirmada mediante o uso da reacción en cadea da polimerasa para amplificar as 415 pares de bases do xene do ARN ribosomal 18S de M. cerebralis. Os peixes deben revisarse nas etapas da vida máis susceptibles ao parasito, é dicir as iniciais. As revisións rutineiras usando estas técnicas lévanse a cabo tanto nos países onde xa hai parasitos como nalgúns onde aínda non se rexistraron, como Australia e o Canadá onde non apareceron pero unha posible introdución podería ameazar aos peixes locais. Impacto
Aínda que orixinalmente era un patóxeno leve da troita común en Europa central e outros salmónidos de Asia nororiental, a expansión da troita arco da vella incrementou a taxa de impacto do parasito. Ao non ter unha inmunidade innata ao M. cerebralis as troitas arco da vella son particularmente susceptibles á infección e poden liberar tantas esporas que mesmo especies resistentes da mesma área, como S. trutta, resultan sobrecargadas polos parasitos producindo mortalidades de entre o 80% e o 90%. Onde M. cerebralis se atopa ben establecido pode causar o declive ou mesmo a eliminación de poboacións enteiras de peixes.
Rexistráronse infeccións producidas por M. cerebralis en Alemaña (1893), Italia (1954), a USSR (1955), incluíndo a illa de Sakhalin (1960), EE. UU. (1958), Bulgaria (1960), Iugoslavia (1960), Suecia (1966), Suráfrica (1966), Escocia (1968), Nova Zelandia (1971), Ecuador (1971), Noruega (1971), Colombia (1972), Líbano (1973), Irlanda (1974), España (1981) e Inglaterra (1981).
Impacto en Europa
O impacto de M. cerebralis en Europa é un tanto menor polo feito que a especie é endémica desta rexión o que dá ás poboacións de salmónidos nativos un grao de inmunidade. En cambio a troita arco da vella, a especie máis susceptible a este parasito, non é nativa de Europa. As poboacións de troita arco da vella introducidas que se reproducen con éxito son raras, posiblemente a causa do parasito, así que hai poucas troitas arco da vella novas salvaxes susceptibles á infección. Pero o risco está nas piscifactorías onde se crían con destino á repoboación das augas para a pesca ou o consumo humano, onde o parasito ocasiona prexuízos. Probáronse con éxito métodos de incubación e cría deseñados para previr as infeccións nos alevíns de troita arco da vella en Europa. Estas técnicas consisten na incubación de ovos usando augas libres de esporas e a cría dos alevíns até a etapa de osificación en tanques ou canles illadas. Nestes métodos préstase particular atención á calidade das fontes de auga para previr a introdución de esporas durante os intercambios de auga. Os xuvenís só se trasladan a piscinas con pilas con terra cando se considera que son clinicamente resistentes ao parasito, cando xa se produciu a osificación do seu esqueleto.
Impacto nos Estados Unidos
A presenza de M. cerebralis rexistrouse por primeira vez en Norteamérica en 1956, en Pensilvania. Introduciuse por medio de troitas importadas de Europa e estendeuse sen freo cara ao sur e o oeste. Até a década de 1990 a enfermidade do torneo considerouse un problema controlable que afectaba só ás piscifactorías de troita arco da vella. Ata que se estableceu na natureza nas augas dos estados das Montañas Rochosas (Colorado, Wyoming, Utah, Montana, Idaho, Novo México) onde causou grandes mortalidades en moitos ríos pesqueiros. Algúns arroios do oeste de EE. UU. perderon o 90% das súas troitas. Ademais a enfermidade ameazou a pesca recreativa, que é unha importante fonte de turismo, unha industria chave nalgúns estados do oeste. Por exemplo a Montana Whirling Disease Task Force (Forza operativa contra a enfermidade do torneo de Montana) estimou que a pesca de troita xeraba uns ingresos de 300000000 $ só en Montana. O maior problema é que algúns dos peixes que infecta M. cerebralis xa se atopaban en situación de ameaza ou perigo de extinción, como Salvelinus confluentus, Oncorhynchus clarkii e a variedade anádroma da troita arco da vella, de cabeza prateada, empeorando o parasito a xa precaria situación das especies. Por razóns pouco entendidas, pero que probablemente teñen que ver coas condicións ambientais, a infección tivo máis impacto en Colorado e Montana e menor en California, Míchigan e Nova York.
Impacto en Nova Zelandia
Atopouse por primeira vez M. cerebralis en Nova Zelandia en 1971. O parasito só se atopou en ríos da illa Sur, lonxe das localizacións de acuicultura máis importantes. Ademais as especies de salmónidos criados comercialmente aquí teñen pouca susceptibilidade á enfermidade do torneo e non se observou que afecte aos salmónidos nativos. Aínda que produciu unha consecuencia comercial indirecta, a imposición dunha corentena que restrinxe a exportación de produtos do salmón á veciña Australia. Prevención e control
Algúns biólogos tentaron combater ás actinosporas facendo que descarguen as súas armas prematuramente. No laboratorio, só en condicións extremas de acidez ou basicidade, condicións relativamente altas de sal ou correntes eléctricas conseguen a descarga prematura dos filamentos. O uso de neuroquímicos, os quimiosensibilizadores de cnidarios e o mucus de troita non foron efectivos, como o foron os peixes anestesiados ou mortos. Se as esporas puidesen ser desarmadas, serían incapaces de infectar ao peixe, pero non está claro se estes métodos de laboratorio poderían ser utilizados na natureza. Algunhas variedades de peixes son máis resistentes que outras, mesmo dentro da mesma especie, usando as variedades máis resistentes pódese reducir a incidencia e gravidade da enfermidade na acuicultura. Tamén hai algunhas probas circunstanciais de que as poboacións naturais poden desenvolver certa resistencia co tempo. Ademais os acuicultores poden evitar a infección de M. cerebralis deixando de usar piscinas de terra ao criar aos alevíns, isto mantenos lonxe do perigo de entrar en contacto con tubifícidos infectados e fai máis fácil eliminar as esporas por filtración, cloración e radiación ultravioleta das augas. Para eliminar a poboación de tubifícidos pódense desinfectar as incubadoras e as piscinas, e engordar aos alevíns de troita en instalacións cubertas con auga libre de patóxenos. As canles e piscinas de formigón liso ou recubertos de plástico que se manteñen limpas e libres de augas contaminadas son as mellores instalacións para evitar a enfermidade.
Por último algúns medicamentos como o furazolidona, furoxona, benomyl, fumagilina, proguanil e clamoxiquina demostraron que impiden o desenvolvemento das esporas, o que reduce as taxas de infección. Por exemplo un estudo mostra que ao administrar fumagillin coa comida das Oncorhynchus mykiss redúcese o número de peixes infectados de entre o 73% e 100% a unhas taxas do 10% ao 20%. Desafortunadamente este tratamento non é posible para as poboacións de troitas salvaxes, e ningún dos medicamentos mostrouse o suficientemente efectivo nas probas requiridas para ser aprobado pola FDA estadounidense.
Os pescadores deportivos poden axudar a previr a extensión do parasito de varias formas. Limpando os seus equipos de pesca cando viaxen dunha conca a outra e nunca levar peixes consigo para evitar o perigo de contaminación cruzada. As esporas son particularmente resistentes nas solas das botas de auga, que deberían ser desinfectadas mergullándoas nunha disolución ao 10% de lixivia en auga durante 15 minutos e despois enxaugadas intensamente. Nunca se deben tirar os ósos e entrañas dos peixes ás canles de auga xa que poden contaminalos con esporas. Ademais nunca se debe usar salmón ou troita como cebo.