По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 639.331.7 DOI:10.33920/sel-09-2407-05

Гистопатологические изменения в разных органах при микобактериозе рыб на примере тест-объектов — гуппи (Poecilia reticulata) и японской медаки (Oryzias latipes)

ведущий научный сотрудник центра «Аквакультуры», ФГБОУ ВО «Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского (ПКУ)». Россия, 109004, г. Москва, ул. Земляной Вал, д. 73. E-mail: niknikdl@rambler.ru. ORCID: 0000-0002-1715-057X. SPIN: 5162-7853.
ФГБОУ ВО «Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского (ПКУ)». Россия, 109004, г. Москва, ул. Земляной Вал, д. 73. E-mail: samatrixs@gmail.com. ORCID: 0000-0002-2196-5421. SPIN: 5359-4823.
директор по развитию проектов в области биотехнологии и аквакультуры, Национальный фонд экологической защиты и развития Крайнего Севера и приравненных к нему местностей «Якутия». Россия, 677027, Республика Саха (Якутия), г. Якутск, ул. Октябрьская, д. 18, кв. 12. E-mail: k.gavrilin@yandex.ru. ORCID: 0000-0004-1856-1047. SPIN: 2172-2767.
зав. кафедрой биологии и биоинформатики, ФГБОУ ВО «Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского (ПКУ)». 109004, г. Москва, ул. Земляной Вал, д. 73. E-mail: 7050@mail.ru. ORCID: 0000-0001-6296-1382. SPIN: 2018-3536.
профессор, декан факультета биотехнологий и рыбного хозяйства, ФГБОУ ВО «Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского (ПКУ)». Россия, 109004, г. Москва, ул. Земляной Вал, д. 73. E-mail: 9150699@mail.ru. ORCID: 0000-00015932-2168. SPIN: 6845-3419

Проанализированы тотальные гистологические срезы лабораторных рыб Poecilia reticulata и Oryzias latipes с ярко выраженной полиорганной недостаточностью, вызванной микобактериальной инфекцией (Mycobacterium sp.). Патогенез рассматриваемой болезни выражается в возникновении в различных тканях очагов воспаления, впоследствии образующих соединительнотканную капсулу — гранулему. Данные поражения наблюдались практически во всех органах брюшной полости рыбы. Наиболее крупные и часто встречающиеся поражения были выявлены в панкреасе, почках и печени (от 478,6 до 858,4 мкм), существенно нарушающие функции органа, что является клинической картиной, характерной для микобактериоза. Встречаемость гранулем и их средние размеры в таких органах, как кишечник и жабры, были существенно ниже и составили 328,3 и 468,9 мкм соответственно. Приведены данные о стадийности развития гранулем в разных органах рыб. Начальная стадия развития гранулемы представляет собой скопления макрофагоподобных клеток, лимфоцитов, гранулоцитов и небольшого количества клеточных остатков. На финальной стадии развития представляет собой очаг, включающий эозинофильно-окрашенное казеозно-некротическое ядро и оболочку, состоящую из эпителиоидных макрофагов. Показано, что существует взаимосвязь между размерными показателями гранулем, частотой их встречаемости и степенью поражения органа. Локализация гранулем и степень их развития у гуппи и медаки носили сходный характер, что указывает на отсутствие видоспецифичной вирулентности. Из этого следует, что любые тепловодные виды рыб, культивируемые в контролируемых условиях, находятся в группе риска. Это требует контроля наличия признаков заболеваний и проведения регулярных профилактических мероприятий.

Литература:

1. Гаврилин, К.В. Гистопатология костистых рыб / К.В. Гаврилин, Д.Л. Никифоров-Никишин, Н.И. Кочетков, С.В. Смородинская. — Курск: ИП Бескровный А.А., 2023. — 200 с.

2. Головина, Н.А. Ихтиопатология / Н.А. Головина, Ю.А. Стрелков, В.Н. Воронин и др.; под ред. Н.А. Головиной, О.Н. Бауера. — М.: Мир, 2003. — 448 с. — https://djvu.online/ file/ICJVd7jVYLEyZ.

3. Родионова, И.В. Инфекционные болезни рыб / И.В. Родионова // Актуальные проблемы современной экологии: материалы Всероссийского конкурса студенческих научно-исследовательских работ, посвященных году экологии в России (Ульяновск, 1 ноября 2017 года). — Ульяновск: Ульяновский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, 2018. — С. 295–298.

4. Соломонов, Н.М. Патоморфологические изменения у рыб на участке бассейна реки Вилюй / Н.М. Соломонов, А.Н. Нюкканов // Проблемы региональной экологии. — 2019. — № 4. — С. 25–29.

5. Antychowicz, J. Infection of African catfish (Clarias gariepinus) in an intensive culture facility Mycobacterium marinum / J. Antychowicz, M. Lipiec, J. Matusiewicz // Bulletineuropean association of fish pathologists. — 2003. — Vol. 23 (2). — P. 60–66.

6. Bankhead, P. QuPath: Open-source software for digital pathology image analysis / P. Bankhead, M.B. Loughrey, J.A. Fernández et al. // Scientific reports. — 2017. — Vol. 7 (1). — P. 1–7. — DOI: 10.1038/s41598-017-17204-5.

7. Delghandi, M.R. Mycobacteriosis and infections with non-tuberculous mycobacteria in aquatic organisms: A review / M.R. Delghandi, M. El-Matbouli, S. Menanteau-Ledouble // Microorganisms. — 2020. — Vol. 8 (9). — P. 1368. — DOI: 10.3390/microorganisms8091368.

8. Dyková, I. Histopathology of laboratory‐reared Nothobranchius fishes: Mycobacterial infections versus neoplastic lesions / I. Dyková, J. Žák, M. Reichard et al. // Journal of Fish Diseases. — 2021. — Vol. 44 (8). — P. 1179–1190. — DOI: 10.1111/jfd.13378.

9. Francis-Floyd, R. Mycobacterial infections of Fish. — Florida: SRAC Publication, 2011. — № 4706. — P. 201.

10. Hashish, E. Mycobacterium marinum infection in fish and man: epidemiology, pathophysiology and management; a review / E. Hashish, A. Merwad, S. Elgaml et al. // Veterinary Quarterly. — 2018. — Vol. 38 (1). — P. 35–46. — DOI: 10.1080/01652176.2018.1447171.

11. Mosi, L. Mycobacterium ulcerans causes minimal pathogenesis and colonization in medaka (Oryzias latipes): an experimental fish model of disease transmission / L. Mosi, N.K. Mutoji, F.A. Basile et al. // Microbes and Infection. — 2012. — Vol. 14 (9). — P. 719–729. — DOI: 10.1016/j.micinf.2012.02.009.

12. Nikiforov-Nikishin, D.L. Evaluation of age-dependent changes in the coloration of male killifish Nothobranchius guentheri using new photoprocessing methods / D.L. NikiforovNikishin, N.I. Kochetkov, E.V. Mikodina et al. // Biology. — 2022. — Vol. (2). — P. 205. — DOI: 10.3390/biology11020205.

13. Novotny, L. Morphology and distribution of granulomatous inflammation in freshwater ornamental fish infected with mycobacteria / L. Novotny, R. Halouzka, L. Matlova et al. // Journal of Fish Diseases. — 2010. — Vol. 33 (12). — P. 947–955.

14. Puk, K. Detection of Mycobacterium marinum, M. peregrinum, M. fortuitum and M. abscessus in aquarium fish / K. Puk, T. Banach, A. Wawrzyniak et al. // J. Fish Dis. — 2018. — Vol. 41. — P. 153–156.

15. Ranzani-Paiva, M.J.T. Effects of an experimental challenge with Mycobacterium marinum on the blood parameters of Nile tilapia, Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1757) / M.J.T. Ranzani-Paiva, C.M. Ishikawa, A.C.D. Eiras, V.R.D. Silveira // Brazilian Archives of Biology and Technology. — 2004. — Vol. 47. — P. 945–953.

16. Roberts, R.J. The bacteriology of teleosts // Fish pathology. — 2012. — Ed. 4. — P. 339–382.

17. RStudio Team RStudio: Integrated Development for R. RStudio, PBC, Boston, MA URL, 2020. — http://www.rstudio.com/.

18. Schindelin, J. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis / J. Schindelin, I. Arganda-Carreras, E. Frise et al. // Nature methods. — 2012. — Vol. 9 (7). — P. 676–682.

19. Suvarna, S.K. Bancroft’s Theory and Practice of Histological Techniques E-Book / S.K. Suvarna, C. Layton, J.D. Bancroft. — Amsterdam, The Netherlands: Elsevier Health Sciences, 2018. — 672 p.

20. Swaim, L.E. Mycobacterium marinum infection of adult zebrafish causes caseating granulomatous tuberculosis and is moderated by adaptive immunity / L.E. Swaim, L.E. Connolly, H.E. Volkman, O. Humbert, D.E. Born, L. Ramakrishnan // Infection and immunity. — 2006. — Vol. 74 (11). — P. 6108–6117.

21. Varela, M. A fresh look at mycobacterial pathogenicity with the zebrafish host model / M. Varela, A.H. Meijer // Molecular Microbiology. — 2022. — Vol. 117 (3). — P. 661–669. — DOI: 10.1111/mmi.14838.

22. Watral, V. Pathogenesis of Mycobacterium spp. in zebrafish (Danio rerio) from research facilities / V. Watral, M.L. Kent // Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology. — 2007. — Vol. 145 (1). — P. 55–60.

23. Wendelaar, S.E. The stress response in fish / S.E. Wendelaar Bonga // Physiological reviews. — 1997. — Vol. 77 (3). — P. 591–625.

24. Yanong, R.P.E. Association of mycobacteria in recirculating aquaculture systems and mycobacterial disease in fish / R.P.E. Yanong, D.B. Pouder, III J.O. Falkinham // Journal of aquatic animal health. — 2010. — Vol. 22 (4). — P. 219–223.

1. Gavrilin, K.V. Nikiforov-Nikishin, D.L., Kochetkov, N.I., Smorodinskaya, C.V. Histopathology of bony fishes. Kursk: IP Beskrovny A.A., 2023. 200 p. (in Russian).

2. Golovina, N.A., Strelkov, Y.A., Voronin, V.N., Golovin, P.P., Evdokimova, E.B., Yukhimenko, L.N. Ichthyopathology. Ed. N.A. Golovina, O.N. Bauer. Mir, Moscow, 2003. 448 p. https://djvu. online/file/ICJVd7jVYLEyZ (in Russian).

3. Rodionova, I.V. Infectious diseases of fish. In: Actual problems of modern ecology: materials of the All-Russian competition of student research papers dedicated to the year of ecology in Russia (Ulyanovsk, November 01, 2017). Ulyanovsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Ulyanovsk, 2018, рp. 295–298 (in Russian).

4. Solomonov, N.M., Nyukkanov, A.N. Pathomorphologic changes in fish in the Vilyui River basin. Regional Environmental Issues, 2019, no. 4, pр. 25–29 (in Russian).

5. Antychowicz, J., Lipiec, M., Matusiewicz J. Infection of African catfish (Clarias gariepinus) in an intensive culture facility Mycobacterium marinum. Bulletin-european association of fish pathologists, 2003, vol. 23, no. 2, рр. 60–66.

6. Bankhead, P., Loughrey, M.B., Fernández et al. QuPath: Open-source software for digital pathology image analysis. Scientific reports, 2017, vol. 7, no. 1, pр. 1–7. DOI: 10.1038/s41598-017-17204-5.

7. Delghandi, M.R., El-Matbouli, M., Menanteau-Ledouble, S. Mycobacteriosis and infections with non-tuberculous mycobacteria in aquatic organisms: A review. Microorganisms, 2020, vol. 8, no. 9, pр. 1368. DOI: 10.1111/jfd.13378.

8. Dyková, I., Žák, J., Reichard, M. et al. Histopathology of laboratory‐reared Nothobranchius fishes: Mycobacterial infections versus neoplastic lesions. Journal of Fish Diseases, 2021, vol. 44, no. 8, pр. 1179–1190. DOI: 10.1111/jfd.

9. Francis-Floyd, R. Mycobacterial infections of Fish. SRAC Publication, Florida, 2011, no. 4706, pр. 201–201.

10. Hashish, E., Merwad, A., Elgaml, S. et al. Mycobacterium marinum infection in fish and man: epidemiology, pathophysiology and management: a review. Veterinary Quarterly, 2018, vol. 38, no. 1, рp. 35–46. DOI: 10.1080/01652176.2018.1447171.

11. Mosi, L., Mutoji, N.K., Basile, F.A. et al. Mycobacterium ulcerans causes minimal pathogenesis and colonization in medaka (Oryzias latipes): an experimental fish model of disease transmission. Microbes and Infection, 2012, vol. 14, no. 9, pр. 719–729. DOI: 10.1016/j.micinf.2012.02.009.

12. Nikiforov-Nikishin, D.L., Kochetkov, N.I., Mikodina, E.V. et al. Evaluation of age-dependent changes in the coloration of male killifish Nothobranchius guentheri using new photoprocessing methods. Biology, 2022, vol. 11, no. 2, рp. 205. DOI: 10.3390/biology11020205.

13. Novotny, L., Halouzka, R., Matlova, L., Vavra, O. et al. Morphology and distribution of granulomatous inflammation in freshwater ornamental fish infected with mycobacteria. Journal of Fish Diseases, 2010, vol. 33, no. 12, pр. 947–955.

14. Puk, K., Banach, T., Wawrzyniak, A., Adaszek, Ł., Zietek, J., Winiarczyk, S., Guz, L. Detection of Mycobacterium marinum, M. peregrinum, M. fortuitum and M. abscessus in aquarium fish. J. Fish Dis, 2018, vol. 41, pр. 153–156.

15. Ranzani-Paiva, M.J.T., Ishikawa, C.M., Eiras, A.C.D., Silveira, V.R.D. Effects of an experimental challenge with Mycobacterium marinum on the blood parameters of Nile tilapia, Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1757). Brazilian Archives of Biology and Technology, 2004, vol. 47, рp. 945–953.

16. Roberts, R.J. The bacteriology of teleosts. Fish pathology, 2012, ed. 4, рр. 339–382.

17. RStudio Team (2020). RStudio: Integrated Development for R. RStudio, PBC, Boston, MA URL http://www.rstudio.com/.

18. Schindelin, J., Arganda-Carreras, I., Frise, E., Kaynig, V., Longair, M., Pietzsch, T., Cardona, A. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nature methods, 2012, vol. 9, no. 7, pр. 676–682.

19. Suvarna, S.K., Layton, C., Bancroft, J.D. Bancroft’s Theory and Practice of Histological Techniques [e-book]. Elsevier Health Sciences, Amsterdam, The Netherlands, 2018. 672 p.

20. Swaim, L.E., Connolly, L.E., Volkman, H.E. et al. Mycobacterium marinum infection of adult zebrafish causes caseating granulomatous tuberculosis and is moderated by adaptive immunity. Infection and immunity, 2006, vol. 74, no. 11, рp. 6108–6117.

21. Varela, M., Meijer, A.H. A fresh look at mycobacterial pathogenicity with the zebrafish host model. Molecular Microbiology, 2022, vol. 117, no. 3, pр. 661–669. DOI: 10.1111/ mmi.14838.

22. Watral, V. Kentm, M.L. Pathogenesis of Mycobacterium spp. in zebrafish (Danio rerio) from research facilities. Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology, 2007, vol. 145, no. 1, pр. 55–60.

23. Wendelaarm A.D., Bonga, S.E. The stress response in fish. Physiological reviews, 1997, vol. 77, no. 3, pр. 591–625.

24. Yanong, R.P.E., Pouder, D.B., Falkinham, III J. O. Association of mycobacteria in recirculating aquaculture systems and mycobacterial disease in fish. Journal of aquatic animal health, 2010, vol. 22, no. 4, pр. 219–223.

Бактериальные заболевания рыб, вызываемые представителями рода Mycobacterium, широко распространены в мировой аквакультуре. Заболевание описано у более чем полутора сотен видов рыб [2; 16], культивируемых как в пресной, так и в морской воде. Рассматриваемая патология наиболее часто обнаруживается преимущественно в биотопах с высокой температурой воды [14]. Однако не исключена возможность распространения микобактериоза у рыб, выращиваемых в условиях тепловодных установок замкнутого водоснабжения, например тиляпии [15] и клариевого сома [5]. Также полосатый окунь и его гибриды считаются особенно подверженными микобактериозной инфекции [9]. При этом описанные в качестве патогенов рыб M. marinum и M. fortuitum рассматриваются как достаточно широко распространенные в окружающей среде оппортунистические патогены теплокровных животных и человека [10].

Актуальными являются вопросы, связанные с диагностикой и лечением данного заболевания, тестированием специфических антибиотиков, эффективных против микобактерий, созданием адекватных лабораторных моделей болезни для решения вышеизложенных задач [24]. Анализ литературных источников указывает на то, что изучению данного заболевания уделяется существенное внимание как для объектов выращивания, так и для лабораторных видов рыб [4; 9; 10]. При этом по-прежнему отсутствуют четкое описание и критерии патологических нарушений организма рыб на тканевом и клеточном уровнях. Например, отсутствует описание гистопатологических изменений, приводящих к развитию характерных для микобактериоза изменений (так называемый синдром старения, от англ. old age syndrome) и неспецифического экссудативного симптомокомплекса [23]. Помимо этого, существуют определенные расхождения в наблюдаемой патогенности отдельных видов и штаммов микобактерий для аквариумных и индустриальных видов рыб [11].

Цель исследования: оценка гистопатологических изменений в разных органах лабораторных рыб Poecilia reticulata и Oryzias latipes на тканевом и клеточном уровнях при выраженной клинической картине микобактериоза.

Для Цитирования:
, , , , , Гистопатологические изменения в разных органах при микобактериозе рыб на примере тест-объектов — гуппи (Poecilia reticulata) и японской медаки (Oryzias latipes). Рыбоводство и рыбное хозяйство. 2024;7.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: