Defensas antioxidantes en el fluido celómico del erizo negro Echinometra lucunter (Linnaeus, 1758) estimulado con inóculos bacterianos
DOI:
https://doi.org/10.15359/revmar.11-1.2Palabras clave:
Catalasa, peroxidación lípidos, estrés oxidativo, E. coli, tiolesResumen
La fagocitosis es una respuesta celular de primera línea mediada por células especializadas denominadas celomocitos-amebocitos. Este proceso permite englobar partículas extrañas o microorganismos, los cuales son eliminados a través de la generación de especies reactivas del oxígeno (ERO). Con la finalidad de evaluar el sistema de defensa antioxidante en el fluido celómico (FC) del erizo de mar negro E. lucunter bajo una alta actividad fagocítica (AF), se procedió a inocular vía membrana peristomial tres cepas bacterianas por separado: E. coli, V. parahaemolyticus y M. lysodeikticus. A las 16 h posinyección, se determinaron la capacidad fagocítica (CF), actividad de catalasa (CAT) y superóxido dismutasa (SOD), niveles de lipoperoxidación (LPO), grupos sulfhidrilos (-SH) y proteínas. Adicionalmente, fue estimado el tiempo de enderezamiento de cada individuo. La CF, CAT y proteínas mostraron incrementos en los organismos inyectados con inoculados bacterianos. Los niveles de LPO, SOD y -SH no mostraron variaciones entre los organismos experimentales. El tiempo de enderezamiento presentó ligeras variaciones en los organismos estimulados con bacterias; revelando a su vez un bajo porcentaje de pérdida y reducción de movimiento de sus espinas y pies ambulacrales. La AF y las proteínas en FC de E. lucunter muestran la efectividad del sistema inmune en presencia de estimulantes microbianos. Los resultados indican que CAT juega un papel preponderante en el FC para evitar cambios en el estatus antioxidante, asociados al estallido respiratorio frente a actividades fagocitarias elevadas. Las respuestas antioxidantes de E. lucunter inmuno-estimulado por bacterias pueden garantizar su sobrevivencia en el hábitat natural.
Referencias
Aebi, H. (1984). Catalase in vitro. Meth. Enzimol., 105, 121-126. https://doi.org/10.1016/S0076-6879(84)05016-3
Anton, Y. & Salazar, R. (2009). El sistema inmune de los invertebrados. Revista Electrónica de Veterinaria, 10, 1-10.
Baba, S. P. & Bhatnagar, A. (2018). Role of thiols in oxidative stress. Curr. Opin. Toxicol. https://doi.org/10.1016/j.cotox.2018.03.005
Bastidas, M. (2017). Respuestas inmunológicas innatas en el erizo verdi-blanco Lytechinus variegatus (Echinoidea: Toxopneustidae) infectado experimentalmente con bacterias. Trabajo de grado no publicado. Universidad de Oriente, Venezuela.
Bauer, J. C. & Young, C. M. (2000). Epidermal lesions and mortality caused by vibriosis in deep-sea Bahamian echinoids: a laboratory study. Dis. Aquat. Org., 39, 193-199. Doi: 10.3354/dao039193.
Beaumont, T. (2010). The free radical theory of ageing: does it apply to Antarctic and temperate sea urchin. Tesis de doctorado no publicada. University of Atago, New Zealand.
Branco, P., Figueiredo D. & Da Silva J. (2014). Nuevos conocimientos sobre el sistema inmunitario innato de erizo de mar: coelomocytes como biosensores para el estrés ambiental. OA Biología, 2, 2.
Buggé, D. M., Hégaret, H., Wikfors, G. H. & Allam, B . (2006). Oxidative burst in hard clam (Mercenaria mercenaria) haemocytes. Fish Shell. Immunol., 23, 188-196. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2006.10.006.
Campa-Cordova, A., Hernández-Saavedra, N. Y. & De Pilippis, R. (2002). Generation of superoxide anion and SOD activity in hemocytes and muscle of American white shrimp (Litopenaeus vannamei) as a response to β-glucan and sulphate polysaccharide. Fish Shell. Inmunol., 12, 353-366. https://doi.org/10.1006/fsim.2001.0377.
Chihuailaf, R., Contreras, P. & Wittwer, F. (2002). Patogénesis del estrés oxidativo: Consecuencias y evaluación en salud animal. Veterinaria México, 33, 265-283.
Cipriano-Maack, A. N. (2016). Immunostimulatory effects of different aspects of aquaculture on the host response in the edible sea urchin, Paracentrotus lividus. Tesis de doctorado no publicada, University College Cork, Ireland.
Cooper, E., Raftos, D., Zhang, Z. & Kelly, K. (1995). Purification and characterisation of tunicate opsonins and cytokine-like proteins. In J. S. Stolen (Ed). Techniques in Fish Immunology-4: Immunology and pathology of aquatic invertebrates (pp. 43-54). Fair Haven, EE. UU.: SOS Publications.
Couter, G., Warnau, M., Jangoux, M. & Dubois, P. (1999). Reactive oxygen species (ROS) production by amoebocytes of Asterias rubens (Echinodermata). Fish. Shell. Immunol., 12, 187-200. https://doi.org/10.1006/fsim.2001.0366
Dale, B. & Russo, P. (1988). Sulfhydryl groups are involved in the activation of sea urchin eggs. Gam. Res., 19(2), 161-168. https://doi.org/10.1002/mrd.1120190206
Dheilly, N. (2010). Proteomic analysis of sea urchin immune responses and characterization of highly variable immune response proteins. Tesis de doctorado no publicada. Sydney, NSW, Australia.
Dheilly, N., Haynes, P., Raftos, D. & Nair S. (2012). Time course proteomic profiling of cellular responses to immunological challenge in the sea urchin, Heliocidaris erythrogramma. Develop. Comp. Immunol., 37, 243-256. https://doi.org/10.1016/j.dci.2012.03.006
Donaghy, L., Kraffe, E., Le Goıc, N., Lambert, C., Volety, A. K. & Soudant, P. (2012). Reactive oxygen species in unstimulated hemocytes of the pacific oyster Crassostrea gigas: A mitochondrial involvement. PLoS ONE, 7, e46594. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0046594
Dolmatova, L., Elisekina, M., Timchenko, N., kovalera, A., & Shitkova, O. (2003). Generation of reractive oxygen species in the different fractions of the coclomocytes of holothurian Eupentacia fraundatris in response to the thermostable toxin of Yersenia pseudotuberculosis in vitro. Chinese J Lim. Oceanol., 21(4), 293-304. https://doi.org/10.1007/BF02860423
Ellman, G. L. (1959). Tissue sulfhydryl groups. Arch. Biochem. Biophys., 82, 70-77. https://doi.org/10.1016/0003-9861(59)90090-6
Halliwell, B. & Gutteridge, J. M. C. (2015). Free Radicals in Biology and Medicine. New York, EE. UU.: Oxford University Press. http://dx.doi.org/10.1093/acprof:oso/9780198717478.001.0001
Holmblad, T. & Söderhäll, K. (1999). Cell adhesion molecules and antioxidant enzymes in a crustacean, possible role in immunity. Aquaculture, 172, 111-123. https://doi.org/10.1016/S0044-8486(98)00446-3
Lawrence, J. & Balzhin, A. 1998. Life-history strategies and the potential of sea urchins for aquaculture. J Shellfish. Res., 17, 1515-1522.
Majeske, A. J., Bayne, C. J. & Smith, L. C. (2013). Aggregation of sea urchin phagocytes is augmented in vitro by lipopolysaccharide. Publ. Libr. Sci., 8, 61419. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0061419
Matranga, V., Pinsino, A., Celi, M., Natoli, A., Bonaventura, R., Schröder, H. C. &, Müller, W. E. G. (2005) Monitoring chemical and physical stress using sea urchin immune cells. In V. Matranga (Ed) Echinodermata (pp. 85-110), New York, EE. UU.: Springer. https://doi.org/10.1007/3-540-27683-1_5
Matranga, V., Pinsino, A., Celi, M., Di Bella, G. & Natoli, A. (2006). Impacts of UV-B radiation on short-term cultures of sea urchin coelomocytes. Mar. Biol., 149, 25-34. https://doi.org/10.1007/s00227-005-0212-1
Mydlarz, L., Jones, L. & Drew Harvell, C. (2006). Innate Immunity, environmental drivers, and disease ecology of marine and freshwater invertebrates. An. Rev. Ecol. Evol. System., 37, 251-88. https://doi.org/10.1146/annurev.ecolsys.37.091305.110103
Nebot, C., Moutet, M., Huet, P., J. Yadan & Chau-diere, J. (1993). Spectrophotometric assay of superoxide dismutase activity based on the activated autoxidation of a tetracyclic catechol. Anal. Biochem., 214, 442-451. https://doi.org/10.1006/abio.1993.1521
Ohkawa, H., Ohishi N. & Yagi, K. (1978). Assay for lipid peroxides in animal tissues by thiobarbituric acid reaction. Rev. Anal. Biochem., 95(2), 351-358. https://doi.org/10.1016/0003-2697(79)90738-3
Ovando, P. (2009). Caracterización celular y molecular de la respuesta inmune en el erizo antártico Sterechinus neumayeri. Tesis de grado no publicada. Universidad de Magallanes, Chile.
Pinsino, A. & Matranga, V. (2015). Sea urchin immune cells as sentinels of environmental stress. Dev. Comp. Immunol., 49, 198-205. http://dx.doi.org/10.1016/j.dci.2014.11.013
Pipe, R. (1992). Generation of reactive oxygen metabolites by the hemocytes of the mussel Mytilus edulis. Dev. Comp. Immunol., 17(1-2), 211-219. https://doi.org/10.1016/0145-305X(92)90012-2
Reyes-Luján, J., Arrieche, D., Lodeiros-Seijo, C., Zapata-Vívenes, E., Barrios, J. & Salgado, W. (2015). Ciclo gametogénico de Echinometra lucunter (Linnaeus 1758) (Echinometra: Echinoidea) en el Nororiente de Venezuela. Rev. Biol. Trop., 63, 273-283.
Robinson, H. & Hogden, C. (1940). Relationship to the protein which bears a quantitative production of a stable color conditions necessary for the proteins: a study of the determination of serum concentration. J. Biol. Chem., 35, 707-725.
Roch, P. (1999). Defense mechanisms and disease prevention in farmed marine invertebrates. Aquaculture, 172 (1-2), 125-145. https://doi.org/10.1016/S0044-8486(98)00439-6
Sokal, R. & Rohlf, J. (1981). Biometry: The Principles and Practice of Statistics in Biological Reasearch. New York, EE. UU.: WH Freeman.
Storey, K. (1996). Oxidative stress: animal adaptations in nature. Braz. J. Med. Biol. Res., 29(12), 1715-1733.
Taylor, J., Lovera, C., Whaling, P., Buck, K., Pane, E. & Barry, J. (2014). Physiological effects of environmental acidification in the deep-sea urchin Strongylocentrotus fragilis. Biogeosciences, 11, 1413-1423. https://doi.org/10.5194/bg-11-1413-2014
Tucunduva-Faria, M. & Machado-Cunha da Silva, J. (2008). Innate immune response in the sea urchin Echinometra lucunter (Echinodermata). J. Invert. Pathol., 98, 58-62. https://doi.org/10.1016/j.jip.2007.10.004
Van-Laer, K., Hamilton, C. & Messens, J. (2013). Low-Molecular-Weight Thiols in Thiol-Disulfide Exchange. Antiox. Red. Signal., 18(13), 1642-1653. http://doi.org/10.1089/ars.2012.4964
Wang, Y., Feng, N., Li, Q., Ding, J., Zhan, Y. Y. & Chang, Y. Q. (2012a). Isolation and characterization of bacteria associated with a syndrome disease of sea urchin Strongylocentrotus intermedius in North China. Aquacult. Res., 44, 1-10. https://doi.org/10.1111/j.1365-2109.2011.03073.x
Wang, Y., Chang, Y. Q. & Lawrence J. M. (2012b). Disease in sea urchin. In J. Lawrence, (Ed), Edible Sea Urchins: Biology and Ecology (pp. 179-186). Amsterdam, Netherlands: Elsevier
Yeh, S. T. & Chen, J. C. (2008). Immunomodulation by carrageenans in the white shrimp Litopenaeus vannamei and its resistance against Vibrio alginolyticus. Aquaculture, 276(1-4), 22-28. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2008.01.034
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