Descubren moléculas implicadas en funciones biológicas esenciales de patógenos acuícolas

Los ARN no codificantes (ncRNA) juegan papeles cruciales en la regulación genética bacteriana, influyendo las vías metabólicas y las respuestas al estrés, esenciales para la adaptabilidad ambiental.

En un nuevo estudio publicado, científicos chilenos liderados por el Dr. Alejandro Yáñez, Director del Departamento de Investigación y Desarrollo de Greenvolution, analizaron los genomas completos de los patógenos acuícolas Piscirickettsia salmonis y Francisella noatunensis, descubriendo un amplio espectro de nuevos ncRNA.

Los nuevos ncRNA, descritos en ambas bacterias como en cada una de ellas de manera única, están implicados en funciones biológicas esenciales como la biosíntesis de tiamina, la adaptación a la temperatura y la homeostasis del manganeso.

Más en detalle, el Dr. Yáñez explica a Salmonexpert que, por ejemplo, P. salmonis utiliza ncRNAs como AsponA y Rp_sR47 para regular su virulencia y adaptación al estrés, mientras que F. noatunensis depende de riboswitches para la biosíntesis de riboflavina y lisina.

“Estas diferencias también se reflejan en la respuesta inmune del hospedador, donde P. salmonis induce una respuesta inflamatoria intensa y evade la fusión del fagosoma-lisosoma, y F. noatunensis provoca una respuesta granulomatosa crónica. Para controlar estas infecciones, se podrían utilizar estos nuevos conocimientos para el desarrollo de vacunas personalizadas, terapias basadas en ARN de interferencia (RNAi) y oligonucleótidos antisense, y nuevas herramientas de diagnóstico molecular, con el objetivo de mejorar la salud y sostenibilidad de la acuicultura”, plantea el experto.

En cuanto a P. salmonis, al examinar los datos del genogrupo LF-89, los investigadores identificaron 43 nuevos ncRNA que desempeñarían funciones en la regulación de procesos celulares críticos, incluida la gestión de elementos genéticos móviles y la partición cromosómica, lo que destaca su posible influencia en la virulencia bacteriana y la dinámica huésped-patógeno.

Al respecto, el investigador de Greenvolution, detalla que los ncRNAs identificados en los diferentes genogrupos de la bacteria cumplen funciones vitales en la regulación de procesos biológicos críticos, pudiendo no solo facilitan la adaptación y supervivencia del patógeno en el ambiente hostil del hospedador, sino que “también ofrecen potenciales dianas terapéuticas para el desarrollo de nuevas estrategias de control y tratamiento en la acuicultura”.

Aplicaciones prácticas

Sobre este último punto, el Dr. Yáñez aclara que justamente están planificando avanzar en esta línea de investigación con el objetivo de mejorar la salud de los peces y controlar las infecciones causadas por P. salmonis desde varias aristas.

Sobre las nuevas vacunas, están podrían estar basadas en los ncRNAs de cada genogrupo de P. salmonis para inducir una respuesta inmune más eficaz, donde para su aplicación, se podrían utilizar antígenos derivados de proteínas reguladas por ncRNAs clave como AsponA y sRNA47, para LF-89, y antígenos relacionados con el riboswitch de FMN y otros ncRNAs para EM-90.

Otro paso es el desarrollo de terapias basadas en RNA de interferencia (RNAi) y antisense, implementando terapias que utilicen RNAi u oligonucleótidos antisense para silenciar los ncRNAs específicos de P. salmonis, reduciendo su virulencia y capacidad de infección.

“En su aplicación, se diseñarán oligonucleótidos antisense dirigidos contra ncRNAs como AsponA para interrumpir la síntesis de peptidoglicano en P. salmonis, debilitando así su pared celular, y se utilizará RNAi para silenciar riboswitches específicos como TPP, inhibiendo la biosíntesis de tiamina y afectando el metabolismo energético del patógeno, disminuyendo la capacidad del patógeno para causar enfermedades”, expone el experto.

Finalmente, los descubrimientos de esta investigación también podrían dar paso al desarrollo de herramientas de diagnóstico molecular, para detectar ncRNAs específicos de P. salmonis con el fin de identificar rápida y precisamente las infecciones, estrategias de edición genética como CRISPR/Cas9, para insertar genes en los peces que interfieran con la función de ncRNAs específicos del patógeno, e identificación y desarrollo de nuevos antimicrobianos que inhiban la función de ncRNAs específicos del patógeno.

“Estos resultados específicos sobre los ncRNAs en los genogrupos de P. salmonis proporcionan un arsenal de estrategias para el control de estas infecciones en la acuicultura, desde el desarrollo de vacunas personalizadas y terapias antisense hasta herramientas de diagnóstico molecular y manipulación genética de peces hospedadores, estas estrategias innovadoras pueden mejorar significativamente la gestión de enfermedades y la sostenibilidad de la industria acuícola, y estamos muy entusiasmados con el potencial de estas estrategias para mejorar la salud y sostenibilidad de la industria acuícola”, concluye el Dr. Yáñez.

Lea el abstract del estudio titulado “Exploring the regulatory landscape of non-coding RNAs in aquaculture bacterial pathogens: Piscirickettsia salmonis and Francisella noatunensis”, aquí.

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