Cytometric and morphological characterization of hemocytes from four species of freshwater decapod crustaceans

Abstract

Characterization and classification of invertebrate hemocytes is a powerful tool for determining the physiological effect of environmental stress. Hemocytes from four decapod crustacean species Dilocarcinus pagei, Zilchiopsis collastinensis, Aegla uruguayana and Macrobrachium borellii were analyzed by flow cytometry followed by morphological characterization by optical microscopy. Based on morphological cell characteristics, three categories of hemocytes were identified: granulocytes with abundant granularity accounting for 1.87% (D. pagei), 5.23% (Z. collastinensis), 0.98% (A. uruguayana) and 2.41% (M. borellii), semigranulocytes with lower granularity accounting for 2.22% (D. pagei), 4.81% (Z. collastinensis), 2.38% (A. uruguayana) and 68.19% (M. borellii) and, finally, hyalinocytes with almost no granularity accounting for 89.87% (D. pagei), 65.75% (Z. collastinensis), 92.33% (A. uruguayana) and 22.04% (M. borellii). Analysis of the total hemocyte count (cells/ml) showed the following results: 4.3 ± 0.58 (x106) in D. pagei, 2.3 ± 0.33 (x106) in Z. collastinensis; 3.1 ± 0.56 (x106) in A. uruguayana and 2.6 ± 0.25 (x106) in M. borellii. This study demonstrates the applicability of flow cytometry to effectively differentiate and enumerate circulating hemocytes in native crustacean species, providing novel insights into the use of this method for assessing physiological status in these species. In addition, interspecific variability in these cellular parameters was observed. The results contribute to the understanding of the innate immune system in these four crustacean species and allow establishing a baseline to identify welfare or stress conditions in these animals.

La caracterización y clasificación de los hemocitos de invertebrados es una poderosa herramienta para determinar el efecto fisiológico del estrés ambiental. Los hemocitos de cuatro especies de crustáceos decápodos Dilocarcinus pagei, Zilchiopsis collastinensis, Aegla uruguayana y Macrobrachium borellii se analizaron mediante citometría de flujo seguida de una caracterización morfológica por microscopía óptica. Basándose en las características morfológicas celulares, se identificaron tres categorías de hemocitos: granulocitos con granularidad abundante que representaban el 1,87% (D. pagei), el 5,23% (Z. collastinensis), el 0,98% (A. uruguayana) y el 2,41% (M. borellii), semigranulocitos con menor granularidad con un 2,22% (D. pagei), 4,81% (Z. collastinensis), 2,38% (A. uruguayana) y 68,19% (M. borellii) y, por último, hialinocitos casi sin granularidad con un 89,87% (D. pagei), 65,75% (Z. collastinensis), 92,33% (A. uruguayana) y 22,04% (M. borellii). El análisis del recuento total de hemocitos (células/ml) arrojó los siguientes resultados: 4,3 ± 0,58 (x106) en D. pagei, 2,3 ± 0,33 (x106) en Z. collastinensis; 3,1 ± 0,57 (x106) en A. uruguayana y 2,6 ± 0,25 (x106) en M. borellii. Este estudio demostró que la citometría de flujo es eficaz para diferenciar y contar los hemocitos circulantes, lo que la convierte en una herramienta valiosa para evaluar el estado fisiológico. Además, se observó variabilidad interespecífica en estos parámetros celulares. Los resultados contribuyen a la comprensión del sistema inmunitario innato en estas cuatro especies de crustáceos y permiten crear una línea de base para identificar condiciones de bienestar o estrés en estos animales.