The mucosal immune system of fish: The evolution of tolerating commensals while fighting pathogens

Abstract

The field of mucosal immunology research has grown fast over the past few years, and our understanding on how mucosal surfaces respond to complex antigenic cocktails is expanding tremendously. With the advent of new molecular sequencing techniques, it is easier to understand how the immune system of vertebrates is, to a great extent, orchestrated by the complex microbial communities that live in symbiosis with their hosts. The commensal microbiota is now seen as the “extended self” by many scientists. Similarly, fish immunologist are devoting important research efforts to the field of mucosal immunity and commensals. Recent breakthroughs on our understanding of mucosal immune responses in teleost fish open up the potential of teleosts as animal research models for the study of human mucosal diseases. Additionally, this new knowledge places immunologists in a better position to specifically target the fish mucosal immune system while rationally designing mucosal vaccines and other immunotherapies. In this review, an updated view on how teleost skin, gills and gut immune cells and molecules, function in response to pathogens and commensals is provided. Finally, some of the future avenues that the field of fish mucosal immunity may follow in the next years are highlighted.

Dietary phenylalanine-improved intestinal barrier health in young grass carp (Ctenopharyngodon idella) is associated with increased immune status and regulated gene expression of cytokines, tight junction proteins, antioxidant enzymes and related signalling molecules

“…In fish, the intestinal immune barrier mainly depends on gutassociated lymphoid tissue, which consists of variably sized immune cells such as monocytes, lymphocytes, macrophages and granulocytes [9]. These cells could produce immune molecules such as lysozyme, acid phosphatase (ACP) and complement protein 3 (C3), which play an important role in the intestinal innate immune responses of fish [10].…”

Aditivos Mucogénicos para el Control de Caligus rogercresseyi en Salmón del Atlántico (Salmo salar)

“…Esta red de proteínas da la estructura de viscosidad al mucus (Padra et al, 2014). También contienen uno o más dominios de proteí-na con sitios de unión extensa O-glicano (Gómez et al, 2013). Están compuestas en un 70 a 90% de carbohidratos, que se pueden separar de otras proteínas sobre la base de la densidad (Padra et al, 2014).…”

“…En la carpa, dos genes de mucina se han caracterizado: MUC2 y MUC5B, exhibiendo homología con las mucinas de mamí-feros (Marel et al, 2012). Estos avances en la comprensión de la respuesta inmune de las mucosas en peces teleósteos, abren el potencial de los teleósteos como modelos de investigación de animales para el estudio de enfermedades de las mucosas humanas (Gómez et al, 2013). MUC2, MUC5AC y MUC5B se encuentra en la piel de salmón del Atlántico (Micallef et al, 2012); sin embargo, la comprensión de cómo el pez hués-ped del parásito es capaz de regular la expresión génica de la mucina está lejos de ser completa (Gómez et al, 2013).…”

“…Estos avances en la comprensión de la respuesta inmune de las mucosas en peces teleósteos, abren el potencial de los teleósteos como modelos de investigación de animales para el estudio de enfermedades de las mucosas humanas (Gómez et al, 2013). MUC2, MUC5AC y MUC5B se encuentra en la piel de salmón del Atlántico (Micallef et al, 2012); sin embargo, la comprensión de cómo el pez hués-ped del parásito es capaz de regular la expresión génica de la mucina está lejos de ser completa (Gómez et al, 2013). El conocimiento de la composición y la función de las mucinas en los peces para la defensa contra los patógenos es escaso (Padra et al, 2014).…”

“…Los probióticos pueden ayudar a mejorar no solo la producción de mucosa, sino también la respuesta inmune global del pez (Gómez et al, 2013). Cerezuela et al (2016) estudiando el pez dorada (Sparus aurata) observaron a las dos semanas de administración oral del probiótico Bacillus sp un aumento significativo en hidratos de carbono α-D-galactosa / N-acetil-α-D-galactosamina, niveles de IgM, peroxidasa, así como un aumento del nivel de antiproteasa (Figura 2).…”