Recientemente, se publicó en la revista Marine Biotechnology el estudio “Perfiles de expresión génica temporal de MicroRNAs asociados a vesículas extracelulares plasmática de post-smolt salmón Coho desafiados con Piscirickettsia salmonis” (“Temporal Gene Expression Signature of Plasma Extracellular Vesicles‑MicroRNAs from Post‑Smolt Coho Salmon Challenged With Piscirickettsia salmonis”), de los autores Francisco Leiva, Scarlet Bravo, Killen Ko García, Javier Moya, Osiel Guzmán y Rodrigo Vidal.
Según lo explicado a AQUA por el investigador y académico de la Universidad de Santiago de Chile (USACH), Dr. Rodrigo Vidal, este estudio que desarrolló una metodología costo-efectiva para analizar microRNAs asociados a microvesículas, es único en su tipo en cuanto a su aplicación en el salmón de cultivo, pues si bien este esquema es conocido en la salud humana, no se había profundizado en las oportunidades que puede presentar en la producción de peces.
En cuanto a su relevancia, el académico destacó que con estos hallazgos se podría avanzar hacia mejores terapias o tratamientos contra P. salmonis, bacteria causante de la Piscirickettsiosis (enfermedad más conocida como SRS), uno de los principales desafíos sanitarios de la salmonicultura nacional.
A continuación, el académico entrega detalles de esta investigación y sobre las proyecciones que surgen a partir de ella.
¿Podría relatar el origen del paper publicado recientemente en Marine Biotechnology?
Nuestro equipo de investigación quiso abordar este tema desde un punto de vista muy novedoso para la industria acuícola, que tiene que ver con cierto tipo de genes no codificantes que son los MicroRNAs. Aunque existe información sobre este asunto en otras especies de salmónidos desafiados con P. salmonis, estas siempre se han centrándose en órganos o tejidos “blancos” que de alguna forma afecta esta bacteria, como es el riñón o bazo.
Nosotros, en cambio, lo quisimos enfocar desde otro punto de vista que es muy interesante, sobre todo en la parte humana, que es el concepto de microRNAs en microvesículas o vesículas extra celulares que todas las células liberan al medio, es decir, al torrente sanguíneo.
Esto es importante porque casi todas las medidas preventivas o de tratamiento, como antibióticos, manejo genético, inmunoestimulantes, vacunas y otros, generalmente no han tenido en campo la eficacia que uno esperaría. Es por eso que el problema de P. salmonis ha persistido.
Entonces, quisimos buscar un enfoque novedoso, que no se había hecho y que es complejo, que nos lleve a indagar respecto de porqué es tan difícil manejar esta patología. Ahora, eso no es tan extraño, pues hay muchas patologías que, como P. salmonis, son difíciles de manejar, fundamentalmente, porque las bacterias que pueden infectar o residir en macrófagos son complicadas.
¿Qué es lo que investigaron, específicamente, en este estudio?
Nuestra idea era probar si más allá del órgano “blanco” que se puede ver afectado y donde todo se centraba hasta ahora, podía haber cierta manipulación, algo más sistémico. Lo que pasa es que una de las características de las bacterias intracelulares que se replican en macrófagos es que pueden manejar el sistema de defensa del hospedador para su beneficio. Esto hace que las bacterias se puedan replicar y mantener en un ambiente propicio para ellas. Esa evidencia está. Lo que nosotros nos preguntamos es si esto está focalizado solo en un órgano, o si hay algo más sistémico, que abarque más órganos y más sistemas.
Es así como surgió la idea de usar el contenido de micorRNAs de microvesículas que salen de la célula hacia el torrente y sanguíneo y viajan pudiendo afectar otros órganos; eso hace que sea algo más sistémico. Y lo interesante es que estas microvesículas portan en su interior una gran cantidad de información que, al interactuar con otras células, de otros órganos, hacen que se estas se comporten de una forma más propicia para mantener la infección. Y el patógeno, en este caso Piscirickettsia, hace que el contenido de microRNA de estas microvesículas –las cuales son liberadas al torrente– viajen con un contenido que sea apropiado para que puedan interactuar con células de otros sistemas para que les den información de que actúen a favor de la bacteria. Son como un delivery. Ese es el fundamento de esta investigación.
¿Cuáles fueron los principales logros de este estudio?
En este estudio conseguimos dos cosas importantes. Primero, desarrollamos una metodología costo-efectiva y la pusimos a disposición de la comunidad científica para procesar y extraer microRNA asociados a microvesículas en salmónidos. Eso no estaba y es súper práctico porque no necesito sacrificar el pez, sino que solo se requiere sacarle sangre. Con esto, se pueden generar marcadores necesarios e interesantes para ver cómo la bacteria manipula el sistema inmune de los hospedadores.
El estudio, en general, muestra que la tendencia es que, a medida que pasa el tiempo de infección, la expresión de ciertos microRNAs clave con la respuesta inmune va bajando, lo que propicia un mejor ambiente para la bacteria. Lo que está haciendo la bacteria es que el contenido de microRNA de estas microvesículas en el tiempo cambie, a favor de ella. Ella puede manipular el contenido de lo que las células van soltando, para favorecerla. Eso es lo más relevante.
En síntesis, diseñamos la metodología y descubrimos que la infección por Piscirickettsia no solamente puede alterar los típicos perfiles de expresión de ciertos genes en órganos, sino que el contenido de microRNAs de microvesículas también se altera. De ese modo, la bacteria tiene capacidad no solo de que órganos clave de la respuesta se puedan afectar en el salmón, sino que está usando estos vehículos para confabular a todo el organismo. Es un efecto a nivel sistémico y da cuenta de porqué casi todas las acciones preventivas que existen no funcionan muy bien.
Y hay un tercer componente, pues encontramos un grupo de marcadores moleculares que pueden ser súper indicativos del proceso de infección de Piscirickettsia. Son como 40 marcadores asociados al beneficio de la bacteria. Si estos cambian, el tratamiento que uno está aplicando, la prevención que uno está ejerciendo, puede ir mejorando.
¿Por qué este estudio se hizo en salmón coho y no en salmón Atlántico?
Sabemos que el salmón Atlántico es relevante porque en términos comerciales es lo que más se vende. Pero aquí razonamos de otra forma. El género Oncorhynchus (asociado al salmón coho y la trucha arcoíris) está demostrado que tiene una capacidad natural de mayor resistencia frente a ciertos patógenos en comparación con el género Salmo salar (salmón Atlántico). Entre ellos Cáligus y Piscirickettsia. Entonces, muchas veces se usa el coho como un ente de referencia de porqué naturalmente es más resistente a ciertos patógenos que el Atlántico. Eso está descrito. En este caso, pensamos que si nos enfocamos en un organismo que sabemos que es sensible, como el Atlántico, la verdad es que quizá no íbamos a encontrar algo tan interesante. Por eso, nos enfocamos en algo que tiene mayor resistencia. Esa fue la motivación sobre porqué decidimos optar por el coho. Partimos por entender quién es el más resistente y porqué.
¿Cuál será la relevancia de este proyecto? ¿Qué aplicaciones futuras podría tener?
El estudio relacionado con entender cómo el contenido de microRNA de las microvesículas se puede ver afectado por el patógeno genera posibilidades que se abren para tener otros métodos preventivos, por ejemplo, desde el punto de vista de las vacunas. Aquí, estamos entendiendo que, efectivamente, la respuesta inmune a nivel de anticuerpos o de un órgano o gen en concreto es solo una visión de las cosas y que aquí hay también un tema sistémico que hay que coordinar. La bacteria se está aprovechando de esto para comunicarse indirectamente con distintos órganos y sistemas del salmón. Esto puede llevar a soluciones terapéuticas interesantes. Se podría avanzar hacia nuevas vacunas o acciones preventivas, ya sea dietas o inmunoestimulantes, entre otros. Y ahora no solo estará la opción de sacar un trozo de bazo o riñón, sino que se podrá trabajar con microvesículas obtenidas de la sangre.
Fotografía: Dr. Rodrigo Vidal