Gli avannotti sono le larve dei pesci che si sviluppano dopo la schiusa delle uova. Normalmente, sono esposti a una grande varietà di batteri nell’ambiente acquatico, che influenzano il loro sviluppo, la loro crescita e il loro sistema immunitario. Tuttavia, alcuni batteri possono causare malattie e ridurre la sopravvivenza degli avannotti. Per questo motivo, i ricercatori hanno cercato di allevare avannotti in condizioni sterili, senza batteri dando dei risultati sorprendenti. “Stiamo riuscendo a mantenere gli avannotti privi di batteri fino a 12 settimane dopo la schiusa delle uova”, spiega Ingrid Bakke, professoressa presso il Dipartimento di Biotecnologie e Scienze Alimentari della NTNU. Questo esperimento ha permesso ai ricercatori di studiare come i batteri influenzano i pesci a livello genetico, metabolico e fisiologico. In particolare, hanno analizzato le membrane mucose dei salmoni, che sono la prima barriera di difesa contro i patogeni. I risultati hanno mostrato che gli avannotti privi di batteri avevano una crescita inferiore, un metabolismo alterato e una maggiore espressione di geni legati allo stress e all’infiammazione rispetto agli avannotti con una normale flora batterica. Questo suggerisce che i batteri hanno un ruolo importante nel mantenere l’omeostasi e la salute dei pesci. Tuttavia, non tutti i batteri sono uguali. Alcuni batteri possono avere effetti benefici sui pesci, mentre altri possono essere dannosi. Per esempio,nel 2017, i ricercatori hanno scoperto che un composto chiamato poli-β-idrossibutirrato (PHB), prodotto da alcuni batteri, può migliorare la crescita e la resistenza agli stress degli avannotti quando viene somministrato durante le prime fasi di vita. L’obiettivo finale dei ricercatori è di trovare un modo per manipolare la flora batterica degli avannotti in modo da favorire i batteri benefici e prevenire le malattie. Questo potrebbe avere implicazioni positive per l’industria della pesca, che deve affrontare le sfide della sostenibilità e del benessere animale. Inoltre, lo studio dei batteri associati ai pesci può aiutare a comprendere meglio il ruolo dei microbiomi in generale. I microbiomi sono le comunità di microorganismi che vivono in simbiosi con tutti gli organismi viventi, compresi gli esseri umani. “Gran parte di ciò che sappiamo su come i batteri influenzano l’organismo ospite deriva da esperimenti con sistemi modello. Molti dei nostri batteri, allo stesso modo, sono necessari per il funzionamento del corpo umano. Sono necessari per lo sviluppo del nostro sistema immunitario, contribuiscono alla digestione e aumentano il valore energetico del cibo che mangiamo. Proteggono dai batteri delle malattie e producono vitamine di cui abbiamo bisogno”, afferma Bakke. I pesci sono un sistema modello interessante perché hanno una grande diversità e perché sono influenzati dall’ambiente circostante. Studiarli può quindi fornire nuove conoscenze sui meccanismi molecolari e ecologici che regolano l’interazione tra i microorganismi e i loro ospiti.
Avannotti di salmone senza batteri
Gli avannotti di salmone attraversano una fase in cui vivono in una sacca chiamata sacco del tuorlo. Questo sacco del tuorlo fornisce il nutrimento. “Abbiamo messo a punto un sistema modello che ci permette di mantenere il sacco vitellino degli avannotti di salmone privo di batteri per tutta la fase del sacco, che dura 12 settimane”, spiega Bakke. I pesci sono normalmente privi di batteri nella fase delle uova, ma vengono colonizzati dai batteri non appena si schiudono. A differenza di tutti gli altri salmoni, questi avannotti allevati per lo studio non hanno una comunità batterica naturale. I ricercatori li hanno allevati in un ambiente protetto e privo di germi, un metodo standard per produrre avannotti di salmone privi di batteri.
I salmoni come delle lavagne vuote
Gli avannotti privi di batteri diventano una sorta di lavagna vuota dove i ricercatori possono aggiungere i batteri che desiderano e vedere esattamente cosa succede, senza interferenze da parte di batteri sconosciuti. “I sistemi modello privi di batteri sono generalmente importanti per comprendere le interazioni tra batteri e ospite”, spiega Bakke. “Un esempio potrebbe essere la comprensione di come i microbioti intestinali influenzino lo sviluppo e la salute nell’uomo e in altri mammiferi. Possiamo usare i batteri e le comunità batteriche che definiamo e studiare come l’ospite e i batteri siano influenzati dalla convivenza”, spiega Bakke. I pesci zebra sono stati ampiamente utilizzati come sistema modello in questo contesto. Ma gli avannotti di salmone hanno alcune caratteristiche che li rendono particolarmente adatti, ad esempio le loro dimensioni, inoltre la fase da avannotti è abbastanza lunga da permettere ai ricercatori di condurre diversi tipi di esperimenti. Poiché gli avannotti si nutrono dal sacco vitellino, i ricercatori non hanno bisogno di aggiungere mangimi che potrebbero contenere microrganismi che disturbano i risultati della ricerca. Finora i ricercatori hanno pubblicato un articolo sulle loro scoperte, ma ne sono previsti altri. Nel primo articolo dimostrano che i batteri influenzano lo strato di muco protettivo della pelle dei pesci. “I salmoni hanno uno strato di muco protettivo sulla superficie del corpo. Sembra che la composizione dei batteri possa influenzare le proprietà di questo strato di muco“, spiega Bakke. Gli avannotti non esposti ai batteri hanno sviluppato uno strato di muco più sottile sulla parte esterna del corpo rispetto agli avannotti esposti ai batteri appositamente selezionati dai ricercatori o a quelli provenienti da un lago. I batteri possono anche influenzare le riserve di grasso dei pesci. Gli avannotti che hanno ricevuto i batteri provenienti da un lago hanno sviluppato maggiori riserve di grasso. Per questo i ricercatori suggeriscono la possibilità di un trattamento probiotico che significherebbe aggiungere microrganismi vivi ai pesci per ottenere effetti benefici, come una migliore salute e crescita. Il trattamento può essere tradotto come probiotico ad hoc, anche se ci vorrà del tempo per la produzione su larga scala. Nonostante ciò, il prodotto norvegese Stembiont è già disponibile. Si tratta di un prodotto probiotico destinato ai pesci più grandi.
