Resumen de Molecular mechanisms of microbial interaction and effects on host health related to acute hepatopancreatic necrosis disease in shrimp

Leda Carolina Amparo Restrepo Cardona

• español

  Los microorganismos juegan un papel importante en la salud animal, especialmente en los organismos acuáticos. Las ciencias ómicas han mejorado la comprensión de los patógenos que causan enfermedades infecciosas, no solo porque ayudan a rastrearlos y conocer su distribución, sino también porque permiten comprender cómo interactúan con otros microorganismos. Los ambientes acuáticos están compuestos por miles de especies bacterianas que muestran interacciones complejas y dónde las presiones selectivas premian a aquellas capaces de adquirir nuevas propiedades que mejoran su aptitud. Esta tesis se desarrolló con base en la evaluación e implementación de nuevas aproximaciones en genómica y metagenómica, enfocándose en estudios epidemiológicos en especies acuáticas, para comprender mejor cómo un patógeno acuático específico desarrolla su patogénesis in situ, así como la importancia de la interacción con otros microorganismos asociados al huésped. Además, presento una serie de estudios que integran técnicas de microbiología clínica, epidemiología y genómica para estudiar los patógenos bacterianos que causan AHPND. Los objetivos específicos de esta tesis fueron: 1) investigar la diversidad genómica, la estructura poblacional, el potencial de virulencia y las relaciones filogenéticas de dos especies de Vibrio estrechamente relacionadas, aisladas de cultivos de camarón que tuvieron eventos de mortalidad en América del Sur. 2) Investigar el microbioma gástrico de camarones durante la infección por AHPND causada por Vibrio parahaemolyticus y determinar las cepas probióticas que pueden promover la salud del huésped, para definir si hay firmas específicas de especies en el metagenoma que puedan usarse para diagnosticar la enfermedad. 3) Caracterizar la variación genética entre plásmidos y cromosomas, importantes factores de virulencia y la relación filogenómica de cepas virulentas de V. parahaemolyticus aisladas de América del Sur, junto con cepas distribuidas en todo el mundo.

• English

  Microbes play an important role in animal health, especially in aquatic organisms. The omics sciences have improved the understanding of pathogens that cause infectious diseases, not only because it helps to track them and acquire knowledge on their distribution, but it also allows the understanding of how they interact with other microorganisms. Aquatic environments are composed of thousands of bacterial species displaying complex interactions and where selective pressures award those capable of gaining new properties that enhance fitness. This thesis was developed based on the evaluation and implementation of new genomics and metagenomics approaches focused on epidemiological studies in aquatic species, to better understand how a specific aquatic pathogen develops its pathogenesis in situ, as well as the importance of interaction with other microorganisms associated with the host and the factors that control these activities. Furthermore, here I present a series of studies that integrated clinical microbiology, epidemiology, and genomics techniques to study bacterial pathogens that cause AHPND. The specific aims of this thesis were: 1) to investigate the genomic diversity, population structure, virulence potential, and phylogenetic relationships of two closely related Vibrio species, isolated from shrimp cultures that had mortality events caused by a bacterial disease in South America. 2) To investigate the gastric microbiome of shrimp during AHPND infection caused by Vibrio parahaemolyticus and determine probiotic strains that can promote host health, to define whether there are species-specific signatures in the metagenome that can be used to diagnose disease states in shrimp culture. 3) To characterize genetic variation between plasmids and chromosomes, important virulence factors, and phylogenomic relationships of virulent isolates of V. parahaemolyticus strains isolated from South America, along with strains distributed worldwide.