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Reportaje

Tesis sobre un estudio transcripcional mejora la prevención de infecciones en lenguado senegalés

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jose-alberto-nunez-dias-tesis-lenguado Jose Alberto Núñez (2º dcha.) durante su tesis

La vacunación en acuicultura representa una importante alternativa para la industria en el desarrollo de manera sostenible de cualquier especie de crianza. En el caso del lenguado senegalés (Solea senegalensis) se hacen especialmente interesantes los avances alcanzados por José Alberto Núñez en su tesis doctoral “Transcriptional study of Solea senegalensis. Inmune related genes in response to Photobacterium damselae subp. Piscicida. Identification of inmunogenic. Proteins of the pathogen” y que fue recientemente defendida en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Málaga (UMA).

En esta tesis se ha estudiado la respuesta a nivel de genes del sistema inmune del lenguado senegalés frente a vacunaciones e infecciones con el patógeno causante de la fotobacteriosis.

Así mismo, como señala su autor a misPeces, a través de la técnica IVIAT, se han detectado diversas proteínas inmunogénicas del patógeno que exclusivamente actuarían en la infección in vivo; pudiendo ser estas proteínas en un futuro posibles candidatas para el diseño de una vacuna más efectiva frente a la fotobacteriosis.

Esta tesis destaca también por contar con la mención de Doctorado Europeo, y se ha realizado en colaboración con la Universidad de Oporto, el Centro Oceanográfico de Santander del IEO y la Universidad de Cádiz, habiendo surgido de ella 3 publicaciones en revistas científicas del cuartil Q1.

Es importante destacar que la vacunación se propone como la técnica profiláctica más efectiva a cualquier infección y especialmente la patología bacteriana en cuestión, ya que permite prescindir de agentes antimicrobianos que suelen tener efectos negativos sobre el medio ambiente y crean resistencia en los animales.

Como añade el autor, diversas formulaciones bacterianas basadas en la inactivación de la bacteria completa o de sus productos han sido propuestas para la prevención de la fotobacteriosis en peces cultivados. La identificación a nivel génomico de candidatos potenciales para el desarrollo de vacunas de subunidades recombinantes han sido aplicadas con interesantes resultados, sin embargo vacunas comerciales con efecto protector para la mayoría de especies cultivadas no están disponibles aún. Además, aunque diversos estudios sobre la respuesta inmune tras la vacunación o infección con P. damselae subsp. piscicida se han realizado en diversas especies como seriola, lubina o dorada, la información en lenguado senegalés es todavía escasa.

Según señala al respecto José Alberto Núñez, los resultados derivados de la presente Tesis han demostrado que la infección de S. senegalensis con Phdp, tanto por vía intraperitoneal como por inmersión, induce la transcripción de genes del hospedador que codifican proteínas implicadas en la reducción de la disponibilidad de hierro para el patógeno, siendo el hígado el principal órgano involucrado en la respuesta inmune en los estadios iniciales de la infección.

Además, se ha comprobado que someter a ejemplares de lenguado a inmunización con una preparación de bacterina y ECPs de Phdp, junto con adyuvante incompleto de Freund por inyección intraperitoneal, induce un mayor título de anticuerpos frente al patógeno e incrementa la transcripción de genes que codifican para la lisozima C1, el complemento y proteínas implicadas en el metabolismo del hierro. Todo ello asociado a una mayor resistencia de los ejemplares a la infección por Phdp.

Por otra parte, la adaptación de la bacteria al hospedador, requiere la regulación de la expresión de genes in vivo que desempeñan un importante papel en la enfermedad y pueden ser determinantes en la virulencia del patógeno.  Por ello se ha analizado la expresión potencial de proteínas antigénicas por parte del patógeno P. damselae subsp. piscicida durante la infección de lenguado senegalés.

La identificación de proteínas antigénicas inducidas in vivo ha sido realizada a partir de la “tecnología de antígenos inducidos in vivo“ (IVIAT), identificándose cinco proteínas inmunogénicas: alanil-ARNt sintetasa, serina hidroximetil transferasa, inosina-5’-monofosfato deshidrogenasa, alquil hidroperóxido reductasa y la péptido sintetasa no ribosómica Irp2, inducidas en Phdp durante la infección de S. senegalensis.

Finalmente, se ha determinado la transcripción de genes bacterianos relacionados con la virulencia e identificados mediante la tecnología IVIAT bajo diferentes condiciones de crecimiento del patógeno, incluyendo una infección ex vivo en riñón cefálico de lenguado senegalés. Se ha comprobado que la transcripción de los genes que codifican a las proteínas IVIAT es inducida durante la infección ex vivo de riñón de S. senegalensis.

Además, se ha demostrado que los niveles de hierro así como de radicales oxidantes superóxido y peroxinitrito regulan la transcripción de los genes que codifican las proteínas IVIAT alquil hidroperóxido reductasa y la péptido sintetasa no ribosómica Irp2.

Por último, se ha comprobado que la presencia de peroxinitrito y las condiciones limitantes de hierro modulan la transcripción de los genes que codifican las proteínas extracelulares Aip56 y P53 implicadas en la virulencia de Phdp. Estas proteínas inmunogénicas pueden representar potenciales dianas para el diseño de nuevas estrategias profilácticas frente a la fotobacteriosis.

Información relevante para la fabricación de nuevas vacunas

Aunque más estudios serán necesarios para mejorar la comprensión de los mecanismos inmunes del hospedador activados durante la infección con P. damselae subsp. piscicida, los resultados obtenidos en el presente trabajo contribuyen a profundizar en el conocimiento de los componentes involucrados en el desarrollo de una respuesta protectora frente a la fotobacteriosis en lenguado senegalés.

Se observó un incremente en los genes que codifican para proteínas implicadas en la reducción de la disponibilidad de hierro para el patógeno, la respuesta inflamatoria y citotóxica inespecífica, siendo el hígado el principal órgano involucrado en la respuesta inmune en los estadios iniciales de la infección.

Esta información resultará relevante para el desarrollo de vacunas efectivas ante la fotobacteriosis.

En cuanto a la vacunación intraperitoneal con bacterina frente a P. damselae subsp. piscicida, esta otorgó una protección del 100 por ciento ante una posterior infección con el patógeno, mientras que la vacunación por inmersión otorgó un porcentaje relativo de supervivencia (RPS) del 35 por ciento. Lo que confirma que a pesar de que la inmunización intraperitoneal resulte tediosa debido al manejo de los animales, esta es más efectiva en cuanto a la modulación de genes del sistema inmune e induce una mayor producción de anticuerpos, lo que finalmente se traduce en una mejor respuesta frente a la fotobacteriosis.

En el presente trabajo se han identificado una serie de genes predictores de la protección inducida tras la vacunación intraperitoneal frente a P. damselae subsp. piscicida que representa una atractiva alternativa para reducir el empleo de animales en ensayos de infección y un aumento en el bienestar animal.

Estos genes presentaron un incremento en su transcripción relativa y resultaron estar relacionados con la actividad lisozima, el metabolismo del hierro, proteínas de choque térmico y distintos componentes del sistema del complemento. A nivel de la industria del lenguado, su desarrollo podría centrarse tras someter a los ejemplares a episodios de vacunación. Estos genes podrían analizarse en ejemplares de la instalación acuícola para confirmar que el estado inmunológico a nivel génico de los peces está preparado para hacer frente a un posible episodio de fotobacteriosis.

Por otra parte, la detección de proteínas bacterianas inducidas in vivo a través de la metodología IVIAT pueden representar potenciales dianas para el desarrollo y diseño de nuevas estrategias profilácticas frente a la fotobacteriosis, pudiendo disminuir el impacto en la mortalidad ocasionada por el patógeno, con el consiguiente beneficio para la industria acuícola.

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