La Línea de Biotecnología de plancton y Una Salud (One-Health) del CIBNOR, (LBPUS) está integrada por seis investigadores, tres técnicos y sus estudiantes de pre y posgrado que trabajan con macroalgas, microalgas, zooplancton, bacterias, peces y vegetales diversos, en temas de ciencia básica y aplicada.

Uno de los componentes principales de la línea son los estudios de fiotplancton. El mantenimiento, purificación, aislamiento, e identificación taxonómica de microalgas marinas, de agua dulce y halotolerantes autóctonas de Baja California Sur, así como procedentes de otros sitios, es el trabajo del Cepario de Microalgas. Las cepas de microalgas se incorporan a la Colección de Microalgas del CIBNOR (https://www.cibnor.gob.mx/investigacion/colecciones-biologicas/coleccion-de-microalgas) y están disponibles para su adquisición para uso en la academia, la industria y público en general. La colección alberga 233 cepas de ambientes marinos, dulceacuícolas y salobres, pertenecientes a los siguientes grupos taxonómicos: Chlorophyta, Rhodophyta, Eustigmatophyta, Haptophyta, Bacillariophyta, Cryptophyta y Cyanobacteria. Además, el cepario brinda apoyo a la sociedad mediante cursos, estancias, asesorías y entrenamientos para el cultivo y manejo de las microalgas. Entre los estudios más relevantes están la evaluación del potencial nutricional para organismos de interés en acuicultura (moluscos, crustáceos y zooplancton para alimento de peces). Las algas se evalúan en su ecofisiología con el fin de modular la producción de compuestos de interés biotecnológico, como los pigmentos, carbohidratos y ácidos grasos, así como sus aplicaciones biotecnológicas en la industria alimenticia y farmacéutica.

Figura 1. Laboratorio de Alimento Vivo. A) y B) colección de microalgas del CIBNOR, C) cultivo de microalgas en sistema de columna, D) inóculos del cultivo en columna, E) producción de microalgas de interés en biotecnología en columnas exteriores.

Algunos ejemplos son: Isochrysis galbana, Odontella aurita, Dunaliella salina, Proteomonas sulcata, se estudian en su ecofisiología para evaluar producción de lípidos, ácidos grasos esenciales omega 3 (EPA: ácido eicosapentaenoico), carbohidratos, pigmentos liposolubles (beta-caroteno, fucoxantina, luteína), pigmentos hidrosolubles (ficoeritrina) compuestos con actividad antibacteriana y antioxidantes.

Figura 2. A) y B) cultivo de macroalgas, C) consorcios bacterianos

La investigación con macroalgas marinas se enfoca en el desarrollo de alimentos primarios para la industria acuícola, así como la obtención de compuestos con potencial biotecnológico. Con la finalidad de incrementar y mejorar las condiciones de cultivo de macroalgas, se trabaja en el desarrollo de consorcios bacterianos con capacidad promotora de crecimiento de especies de interés para la acuicultura de México.

Por otro lado, el laboratorio de producción de alimento vivo brinda apoyo a las líneas estratégicas del Programa de Acuicultura a través de la producción y provisión de alimento vivo para los proyectos de investigación de todas las Líneas del Programa que lo requieren, y también como colaboraciones con investigadores de otras Líneas Estratégicas del CIBNOR.

Figura 3. Laboratorio de producción de microalgas. A) área de producción de inóculos, B) área de producción de alimento vivo.

Los estudios con zooplancton están enfocados en el cultivo de bacterias, cnidarios y pequeños crustáceos. La investigación en este grupo se basa en el escalamiento de estos organismos para evaluar su valor nutricional en organismos acuícolas, como modelos de estudio en análisis toxicológicos, así como, para la obtención de compuestos bioactivos para uso nutricional y farmacéutico.

La fagoterapia, es el uso de bacteriófagos o fagos para tratar infecciones por bacterias, principalmente en seres humanos, aunque también se puede utilizar en acuicultura. Los bacteriófagos son un tipo de entes biológicos diminutos y han existido desde que las bacterias existen, etimológicamente su nombre significa “comedores de bacterias”. La terapia con fagos puede ser aplicada en diversos sistemas acuícolas y en alimento vivo y paletizado. Su estudio requiere de conocimientos de bacteriología y de virología y desde la década de los 90 ha habido un creciente interés por parte de los microbiólogos. Actualmente, en el laboratorio de Biotecnología de Bacteriófagos y Microalgas del CIBNOR Unidad La Paz. Esta investigación se aborda desde distintos contextos y se evalúa la posibilidad de desarrollar la fagoterapia como una herramienta confiable, que pueda ser usada incluso en el control de bacterias de tipo MDR causantes de enfermedades infecciosas, difíciles de controlar y en beneficio de la sociedad. En el CIBNOR, desde el año 2013 el Dr. Eduardo Quiroz Guzmán, junto con su equipo de colaboradores y estudiantes de posgrado y pregrado han aislado y evaluado bacteriófagos para el control biológico de bacterias de acuicultura que causan severos daños. Algunos organismos evaluados para el uso de fagoterapia son: microalgas, Artemia, camarón, peces. Así mismo han realizado proyectos de investigación sobre la incorporación de bacteriófagos en alimento vivo y peletizado.

Figura 4. Morfología de bacteriófago. A) cultivos de Nannochloropsis oculata B) Micrografías electrónicas de transmisión de bacteriófagos.

Proyectos vigentes

Proyecto: Cepario de Microalgas del CIBNOR. Responsable Técnico: QFB. Marte Virgen Félix
Responsable Académico: Dra. María Concepción Lora Vilchis
https://www.cibnor.gob.mx/investigacion/colecciones-biologicas/coleccion-de-microalgas

Proyecto IxM: Desarrollo y transferencia de biotecnologías para fomentar la innovación en el sector productivo. Participante: Dra. Norma Estrada

Dentro de la línea de plancton se encuentra la sub-línea (OneHealth), enfocada a desarrollar y establecer conocimiento básico y tecnologías que permitan incluir los conceptos de salud animal, salud humana, ambiental y vegetal en los sistemas acuícolas, con el fin de alcanzar los siguientes beneficios:

1. SOCIEDAD: alimentos nutritivos e inocuos, bienestar socio económico, equitativo e incluyente.
2. ORGANISMOS: salud, bajo uso de químicos y fertilizantes, sistemas productivos bioseguros, óptimos y sustentables e integrativos (IMTA, integración agroacuícola).
3. AMBIENTE: uso óptimo del agua, calidad de agua, protección de la biodiversidad y capital natural, optimización de la energía y bajo footprint espacial con el fin de pasar de una acuacultura sostenible a regenerativa.

El concepto de OneHealth aplicado a la acuicultura nos lleva a un nuevo concepto OneFood, que es una iniciativa internacional de producir alimentos nutritivos y sostenibles que incluye la salud los sistemas de producción de alimentos (salud animal y salud vegetal, integrados), y que está intrínsecamente relacionado con la identificación de agentes patógenos, estrategias de mitigación, implementación, planes de bioseguridad con el fin de poder abarcar una reducción en la perdida de alimentos, especies y de recursos ambientales durante el circuito productivo (Fig.5).

Figura 5. Concepto de OneFood establecido por Bremmer et al. (2023) y la OneFood Community (CEFAS, UK-South Africa government).

El concepto OneFood busca un balance para optimizar la salud humana, animal, vegetal y la del ambiente a través de una transformación de los sistemas alimentarios. Este concepto trata de integrar los principios de sustentabilidad ambiental y económica, reduciendo los riesgos asociados con los alimentos. En particular con los productos acuícolas, se busca reducir la incidencia de contaminantes bacterianos, antibióticos, toxinas y/u otras sustancias químicas que puedan impactar la salud de toda la cadena productiva. La implementación de esta aproximación a los proyectos es esencial para poder abordar la aproximación OneHealth de manera práctica y más concreta.

Proyectos vigentes

1. Sistema agroacuícola integrado sostenible e incluyente para comedores comunitarios en zonas urbanas y peri-urbanas “Un nuevo modelo para lograr la soberanía alimentaria en México” (F003-2021-03, No. 317364). 2021-2025. Responsable técnico: Magallón-Servín, P.
2. Innovación al circuito alimentario de proximidad en una comunidad vulnerable de niños en Tepic, Nayarit como estrategia para lograr la seguridad alimentaria. Consejo de Ciencia y Tecnología del Estado de Nayarit. Gobierno del Estado de Nayarit: Proyectos con Impacto Social, Nayarit 2024.Responsalbe técnico del proyecto: Dra. Anais Boligno. Responsable técnico en CIBNOR: Magallón Servín, P. 2024-2026.