INVESTIGACIÓN

Un estudio del ICM-CSIC avanzan en una aplicación que permite cambiar el sexo de los peces de forma dirigida

El estudio ha demostrado cómo a través de la inmunoestimulación se puede contribuir a aumentar la producción acuícola alterando cambios epigenéticos

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Barcelona 23/10/2020 - Un estudio realizado por investigadores del Instituto de Ciencias del Mar del CSIC (ICM-CSIC) en Barcelona ha demostrado que, en el caso de los peces, la estimulación del sistema inmunitario puede desencadenar modificaciones epigenéticas y, en concreto, modificaciones del fenotipo sexual, lo que podría tener implicaciones importantes en acuicultura, como, por ejemplo, cambiar de manera dirigida la proporción de hembras o machos de una biomasa para obtener las que mejor rendimiento productivo ofrezcan.

Los estudios en el marco de este trabajo se han realizado con pez cebra (Danio rerio) un animal modelo de investigación y los resultados han sido publicados en Developmental & Comparative Immunology.

En la fase experimental de este trabajo, las autoras del estudio inmunoestimularon durante el proceso de diferenciación sexual un grupo de peces cebra con la pared de la bacteria Aeromonas hydrophila que se encuentra habitualmente en granjas de acuicultura y que sirve para potenciar en los peces una respuesta inmunitaria a través de vacunas.

Pasadas tres horas las autoras del trabajo observaron cómo se producían cambios en los niveles de metilación del ADN en genes de respuesta innata de los peces. Este tipo de respuesta del sistema inmunitario conlleva una inflamación y es un paso previo antes de la síntesis de anticuerpos.

La entrada en contacto de los peces con la pared bacteriana se realizó a través de las branquias y fue reclutada en el pronefros, un órgano embrionario de las larvas que da lugar al riñón anterior y es conocido como el órgano inmunológico por excelencia en peces. Como explican las investigadoras, cuando la pared bacteriana llega a este órgano comienza un proceso de degradación por parte de los macrófagos y otras células del sistema inmunitario responsable de la respuesta de activación innata.

La responsable del estudio, e investigadora del ICM-CSIC, Laia Ribas ha explicado que este estudio “nos ha permitido demostrar que una inmunoestimulación durante la diferenciación sexual del pez cebra es, por una parte, responsable de cambiar los niveles de metilación de ADN y, por otra, capaz de aumentar el número de hembras”. Entre las principales aplicaciones de este descubrimiento estaría dirigir el sexo de las especies acuícolas hacia tener más hembras que en algunas especies alcanzan una talla mayor que los machos, lo que repercutiría positivamente en el rendimiento de una granja.

Otra de las conclusiones principales de este estudio es que los cambios del fenotipo sexual dependen de la concentración, de la cepa bacteriana, del tiempo y la frecuencia de exposición a las moléculas inmunoestimulantes, ya que, como señalan, “se ha demostrado que a dosis muy bajas o muy altas de pared bacteriana de Aeromonas hydrophila no ha podido incrementar el número final de hembras”. Además, añade, “en exposiciones cortas tampoco se han observado cambios en el fenotipo sexual”.

Por eso, de cara a futuras investigaciones esperan centrarse en otras especies de peces de interés comercial, como sería el caso de la lubina (Dicentrarchus labrax). "La idea es ver no sólo cambios de sexo, sino también si los cambios epigenéticos dados en las etapas iniciales del desarrollo que pueden afectar, entre otros, la calidad reproductiva de los adultos", concluye Ribas.

Referencia:
Moraleda-Prados, J., Caballero-Huertas, M., Valdivieso, A., Joly, S., Ji, J., Roher, N., & Ribas, L. (2020). Epigenetic differences in the innate response after immune stimulation during zebrafish sex differentiation. Developmental & Comparative Immunology, 103848.