DOI: https://doi.org/10.3389/fmars.2026.1774354
تاريخ النشر: 2026-02-11
المؤلف: Gabriela Gonçalves وآخرون
الموضوع الرئيسي: إدارة الأمراض في تربية الأحياء المائية والميكروبيوتا
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة دور مسارات المناعة الفطرية في سياق اللقاحات القائمة على الأبواغ الفموية للأسماك، مع التركيز على التأثيرات المناعية للبروبيوتيك المحلي. تكشف النتائج أن هذه التأثيرات تعتمد بشكل كبير على السلالة المحددة للبروبيوتيك المستخدمة. ومن الجدير بالذكر أن الأبواغ المعروضة للمستضدات من السلالة FI314 كانت غير كافية لإثارة استجابة مناعية تكيفية قوية تحت الظروف التجريبية المطبقة.
تؤكد هذه الأبحاث على ضرورة الاختيار الدقيق لسلالات البكتيريا، والمستضدات، وبروتوكولات التحصين لتعزيز فعالية اللقاحات الفموية في الأنواع المائية. تشير النتائج إلى أن تحسين هذه المعايير أمر حاسم لتطوير استراتيجيات تحصين فعالة في الأسماك، مما يبرز تعقيد الاستجابات المناعية للتدخلات البروبيوتيك.
الطرق
في هذه الدراسة، تم إخضاع صغار سمك القاروص الأوروبي لبروتوكول تحصين محكم ضمن نظام تربية مائية معاد تدويره. تضمنت الإعدادات التجريبية 24 خزانًا من الألياف الزجاجية، كل منها بسعة 100 لتر، تم الحفاظ عليها عند درجة حرارة منظمة حراريًا تبلغ 22.0 ± 1.0 درجة مئوية وتم تزويدها بمياه بحرية مصفاة. بعد فترة تأقلم مدتها أسبوعان، تم تخصيص 25 سمكة لكل خزان لأحد أربعة أنظمة غذائية متساوية البروتين (44%) ومتساوية الدهون (17%): نظام غذائي تحكم (CTR) بدون أبواغ Bacillus subtilis وثلاثة أنظمة غذائية تجريبية مضافة بأنواع مختلفة من الأبواغ (FI314، FI314O، وFI314T). تم إعداد جميع الأنظمة الغذائية بشكل متطابق، تختلف فقط في وجود الأبواغ، وتم تخزينها بشكل مناسب للاستخدام.
بعد تجربة تغذية استمرت 30 يومًا، تم جمع عينات دم من الأسماك المختارة لتحليل المصل، بينما تم حصاد أنسجة الكلى الرأسية والأمعاء البعيدة لدراسات التعبير الجيني. تم السماح للدم بالتجلط، ثم تم الطرد المركزي وتخزينه لمزيد من التحليل، بينما تم حفظ عينات الأنسجة في RNA later وتم تجميدها بسرعة لاحقًا لتسلسل RNA. كانت هذه المنهجية الشاملة تهدف إلى تقييم التأثيرات المناعية لإضافة أبواغ B. subtilis في الأنظمة الغذائية لصغار سمك القاروص.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” من ورقة البحث النتائج المستمدة من التجارب أو التحليلات التي تم إجراؤها. يوضح النتائج التي توصلت إليها الدراسة، مع تسليط الضوء على نقاط البيانات المهمة، والاتجاهات، والأنماط الملحوظة. غالبًا ما تكون النتائج مصحوبة بتحليلات إحصائية ذات صلة، بما في ذلك قيم p، وفترات الثقة، أو معاملات الارتباط، التي تدعم صحة النتائج.
قد تشمل النتائج الرئيسية إثبات فرضية معينة، أو فعالية تدخل ما، أو العلاقة بين المتغيرات. يمكن استخدام تمثيلات بصرية مثل الرسوم البيانية أو الجداول لتوضيح البيانات بوضوح، مما يسمح بتفسير النتائج بسهولة أكبر. بشكل عام، يخدم هذا القسم لتوفير نظرة شاملة على الأدلة التجريبية التي تم جمعها، مما يمهد الطريق للنقاش والاستنتاجات اللاحقة.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم استخدام سلالات مختلفة من Bacillus subtilis لاستكشاف التأثيرات المناعية للأبواغ المعاد تشكيلها التي تعرض بروتينات الغشاء الخارجي OmpK وTolC. تم زراعة السلالات تحت ظروف محددة، وتم تحفيز التكوين الجرثومي لإنتاج وتنقية الأبواغ، التي تم تحويلها بعد ذلك باستخدام بلازميدات تحتوي على الجينات المستهدفة. أكدت تحليلات Western blot التعبير الناجح للبروتينات المعاد تشكيلها في أغلفة الأبواغ. تم تقييم الاستجابات المناعية باستخدام نماذج in vitro وex vivo، بما في ذلك خلايا RTgutGC وزرع أمعاء سمك القاروص الأوروبي، مما كشف أن التعرض للأبواغ المعاد تشكيلها أثر على التعبير عن عدة جينات مرتبطة بالمناعة، مثل عامل نخر الورم ألفا (tnfa) والإنترلوكين-1 بيتا (il1b).
أظهرت التجارب in vivo أن الأسماك التي تغذت على أنظمة غذائية تحتوي على الأبواغ المعاد تشكيلها أظهرت استجابات نسخية مميزة، كما يتضح من تسلسل RNA. كشفت التحليلات عن اختلافات كبيرة في ملفات التعبير الجيني بين الأسماك التي تغذت على السلالة الأصلية وتلك التي تلقت الأبواغ المعروضة للمستضدات، مع تعديل ملحوظ للجينات المرتبطة بالوظائف المناعية. على وجه الخصوص، أدى تضمين مستضدات OmpK وTolC إلى زيادة وتنظيم عدد كبير من الجينات، مما يبرز إمكانية هذه الأبواغ المعاد تشكيلها لتعزيز الاستجابات المناعية في الأسماك. بشكل عام، تشير النتائج إلى أن أبواغ B. subtilis التي تعرض مستضدات محددة يمكن أن تعدل بشكل فعال الجهاز المناعي في الأنواع المائية، مما يوفر طريقًا واعدًا لتطوير استراتيجيات بروبيوتيك لمكافحة العدوى البكتيرية.
DOI: https://doi.org/10.3389/fmars.2026.1774354
Publication Date: 2026-02-11
Author(s): Gabriela Gonçalves et al.
Primary Topic: Aquaculture disease management and microbiota
Overview
The study investigates the role of innate immunity pathways in the context of oral spore-based vaccines for fish, focusing on the immunomodulatory effects of autochthonous probiotics. The findings reveal that these effects are highly dependent on the specific strain of probiotics used. Notably, the antigen-displaying spores of strain FI314 were found to be inadequate in eliciting a robust adaptive immune response under the experimental conditions applied.
This research underscores the necessity of careful selection of bacterial strains, antigens, and immunization protocols to enhance the efficacy of oral vaccines in aquatic species. The results suggest that optimizing these parameters is crucial for the development of effective immunization strategies in fish, highlighting the complexity of immune responses to probiotic interventions.
Methods
In this study, European seabass juveniles were subjected to a controlled immunization protocol within a recirculating aquaculture system. The experimental setup involved 24 fiberglass tanks, each with a capacity of 100 liters, maintained at a thermoregulated temperature of 22.0 ± 1.0°C and supplied with filtered seawater. After a two-week acclimation period, 25 fish per tank were assigned to one of four isoproteic (44%) and isolipidic (17%) diets: a control diet (CTR) without Bacillus subtilis spores and three experimental diets supplemented with varying spore types (FI314, FI314O, and FI314T). All diets were prepared identically, differing only in spore presence, and were stored appropriately for use.
Following a 30-day feeding trial, blood samples were collected from selected fish for serum analysis, while head kidney and distal intestine tissues were harvested for gene expression studies. Blood was allowed to clot, centrifuged, and stored for further analysis, while tissue samples were preserved in RNA later and subsequently snap-frozen for RNA sequencing. This comprehensive methodology aimed to assess the immunological effects of B. subtilis spore supplementation in the diets of juvenile seabass.
Results
The “Results” section of the research paper presents the findings derived from the conducted experiments or analyses. It details the outcomes of the study, highlighting significant data points, trends, and patterns observed. The results are often accompanied by relevant statistical analyses, including p-values, confidence intervals, or correlation coefficients, which substantiate the validity of the findings.
Key outcomes may include the demonstration of a specific hypothesis, the effectiveness of an intervention, or the relationship between variables. Visual representations such as graphs or tables may be utilized to illustrate the data clearly, allowing for easier interpretation of the results. Overall, this section serves to provide a comprehensive overview of the empirical evidence gathered, laying the groundwork for subsequent discussion and conclusions.
Discussion
In this study, various Bacillus subtilis strains were utilized to explore the immunomodulatory effects of recombinant spores displaying the outer membrane proteins OmpK and TolC. The strains were cultured under specific conditions, and sporulation was induced to produce and purify spores, which were then transformed with plasmids containing the target genes. Western blot analyses confirmed the successful expression of the recombinant proteins in the spore coats. The immune responses were assessed using in vitro and ex vivo models, including RTgutGC cells and European seabass gut explants, revealing that exposure to the recombinant spores influenced the expression of several immune-related genes, such as tumor necrosis factor-alpha (tnfa) and interleukin-1 beta (il1b).
The in vivo trials demonstrated that fish fed diets containing the recombinant spores exhibited distinct transcriptional responses, as evidenced by RNA sequencing. The analysis revealed significant differences in gene expression profiles between fish fed the parental strain and those receiving the antigen-displaying spores, with notable modulation of genes associated with immune functions. Specifically, the inclusion of OmpK and TolC antigens resulted in the upregulation and downregulation of numerous genes, highlighting the potential of these recombinant spores to enhance immune responses in fish. Overall, the findings suggest that B. subtilis spores displaying specific antigens can effectively modulate the immune system in aquaculture species, providing a promising avenue for developing probiotic strategies to combat bacterial infections.