What alternatives to antibiotics are conceivable for aquaculture?
Quelles stratégies alternatives aux antibiotiques en aquaculture ?
Résumé
In spite of restricting rules, antibiotics are still used in aquaculture for prevention, especially during critical phases (early stages; metamorphosis; transfer), but also during on-growing. Besides improving husbandry techniques and prophylaxis, which is still possible, alternative methods are now available or in progress. Commercial probiotics for land animals are increasingly used for shrimp and fish farming, though every species or rearing condition should require particular experiments to determine the most suitable microbial preparations and doses. The variability in response to probiotics, and the lack of reliable data hinder the use of such practices in routine, indeed. These commercial preparations contain Lactobacillus, Bacillus, or other bacteria belonging to related genera, or yeast. They are not suitable for bivalve molluscs like scallops, oysters, and clams. Only few marine bacteria have been documented to protect efficiently larval bivalves against infection. However, many problems remain unsolved regarding legal authorization, production, preservation, and retailing of such preparations with gram-negative bacteria. Probiotics may display multiple effects, possibly combining bacterial antagonism to some effects on the host, e.g. stimulating immunity, or growth, though the modes of action are not fully understood. Probiotics are not as efficient as antibiotics in case of bacterial infection, however. Prebiotics like fructo-oligosaccharides (FOS) may also improve animal health, since they favor the establishment of commensal or beneficial gut microbiota. For instance, an experiment showed that FOS could increase growth of turbot fry. A third alternative may come from antimicrobial peptides, which have been described in many organisms. These peptides have wide spectra of action. They can kill gram negative and gram positive bacteria, envelop viruses, yeasts, and moulds. Several peptides were recently discovered in shrimp and oysters, where they are essential elements of innate defense, in the absence of acquired immunity. These molecules could advantageously replace antibiotics, since they are less susceptible to cause resistance in the target microorganisms, due to their direct action on membranes, and to their fast degradability, which avoid the accumulation of residues.
Malgré des réglementations contraignantes, l’usage des antibiotiques en préventif est encore répandu en aquaculture, particulièrement pendant les phases critiques (stades précoces, métamorphose, transferts d’animaux), mais aussi chez des animaux en croissance. En plus des améliorations que l’on peut encore apporter en matière de zootechnie et de prophylaxie traditionnelle, des méthodes alternatives sont maintenant disponibles ou en développement. Les préparations microbiennes commercialisées pour les élevages terrestres sont de plus en plus utilisées pour les élevages de crevettes et de poissons, mais chaque espèce ou élevage demanderait des expérimentations particulières pour déterminer les produits et les doses les plus efficaces. En effet, les réponses des animaux à l’ajout des probiotiques peuvent être variables et l’absence de données fiables freine leur application en routine. Les probiotiques d’origine terrestre contenant des Lactobacillus, des Bacillus ou d’autres bactéries de genres connexes, ou bien encore des levures, ne conviennent pas pour les mollusques bivalves comme les huîtres, les coquilles St Jacques, les palourdes. Seules quelques bactéries marines sélectionnées protègent les larves de bivalves contre les infections bactériennes. Cependant, l’utilisation pratique de ces bactéries gram (-) pose de nombreux problèmes d’autorisation légale, de production, de conservation et de distribution. L’intérêt des probiotiques réside dans leurs effets multiples, qui associent à des activités antibactériennes, des effets sur l’hôte telles que la stimulation de la réponse immunitaire ou celle de la croissance, bien que les mécanismes d’action ne soient pas clairement identifiés. Par contre ils n’ont pas la même efficacité que les antibiotiques pour stopper une infection. Les prébiotiques comme les fructo-oligosaccharides constituent une autre possibilité d’améliorer la santé des animaux, et des essais ont montré leur efficacité chez les alevins de turbot par exemple. Une troisième alternative est représentée par les peptides antimicrobiens. Ces molécules ont un large spectre d’activité antimicrobienne. Ils peuvent tuer des bactéries gram (-) et gram (+), des champignons ou des virus enveloppés. Plusieurs de ces peptides viennent d’être découverts chez les invertébrés marins (crevettes et huîtres), où ils sont un élément essentiel de la défense de ces animaux sans immunité acquise. Ils pourraient remplacer avantageusement les antibiotiques à terme. Ils devraient générer moins de résistances chez les microorganismes cibles, car ils agissent sur les membranes cellulaires et ils devraient être plus vite dégradés sans produire de résidus.
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