Científicos descifran vínculo entre transferrina y tolerancia del salmón al SRS
Mediante edición genética y análisis transcriptómicos, investigadores descubrieron cómo la transferrina y otros genes del metabolismo del hierro podrían transformar el diseño de vacunas contra piscirickettsiosis.
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La vacunación se ha consolidado como una de las principales herramientas preventivas para disminuir el impacto de la piscirickettiosis. No obstante, los datos sobre la respuesta inmune y el nivel real de protección que estas vacunas ofrecen en condiciones productivas son aún escasos, y existe consenso en que su eficacia a largo plazo podría ser limitada.
Debido a esta razón, en los últimos años se ha intensificado la investigación sobre la relación huésped-patógeno entre Piscirickettsia salmonis y el pez, destacando el metabolismo del hierro como un elemento clave que condiciona la tolerancia de los peces frente a la infección.
En base a esto, en un nuevo estudio publicado por científicos de la Pontificia Universidad Católica de Chile, Universidad de Chile, Cermaq Chile y el Centro de Tecnologías de Acuicultura, en Estados Unidos, se examinaron los efectos de la vacunación, con especial atención a la abundancia transcripcional de genes clave relacionados con el metabolismo del hierro en la cabeza del riñón.
En el estudio, 3.966 premolts de salmón del Atlántico (80 a 100 g) fueron vacunados intraperitonealmente con una vacuna comercial inactivada pentavalente comercial mezclada con una vacuna viva atenuada monovalente contra P. salmonis (grupo SIA). Otro grupo de 3.966 peces también fue sometido a una inyección intraperitoneal de una vacuna comercial atenuada tetravalente que no contenía antígenos contra P. salmonis (grupo SS).
Luego, ambos grupos de peces fueron transferidos al centro experimental de agua de mar Colaco en Puerto Montt, y permanecieron en la misma jaula durante todo el experimento. La mortalidad de ambos grupos de peces (marcados con pit-tag) debido a un brote de SRS se registró semanalmente.
Si bien la supervivencia de ambos grupos de peces fue similar tempranamente (≤ 28 semanas después de la transferencia al agua de mar), los resultados mostraron que los salmones vacunados con SIA mostraron una mayor supervivencia en la semana 41 (85% frente a 52%).
La qPCR confirmó una carga bacteriana reducida en el grupo SIA durante la infección activa. Además, el análisis de expresión reveló una regulación temporal distinta de los genes del metabolismo del hierro, “la ferritina y la hepcidina se regularon positivamente en agua dulce, mientras que la transferrina y su receptor se elevaron en agua de mar en el grupo SIA, lo que sugiere un vínculo entre la homeostasis del hierro y la protección inducida por la vacuna”, explicaron los autores del estudio.
Posteriormente, para investigar más a fondo el papel de la transferrina, los expertos generaron células fagocíticas knock-out para el gen de la transferrina (TF-KO) mediante CRISPR/Cas9. Los ensayos de infección in vitro revelaron que, en comparación con las células sin intervención (TF-WildType), las células TF-KO presentaron efectos citopáticos reducidos, menor formación de vacuolas que contienen P. salmonis y una viabilidad mejorada.
“Sorprendentemente, no se detectaron diferencias en la carga bacteriana ni en la expresión génica relacionada con el hierro entre las células TF-KO y TF-WT, lo que indica que la alteración de la transferrina no alteró directamente la homeostasis del hierro”, señalaron al respecto los investigadores.
Así, el análisis transcriptómico posterior reveló 311 genes expresados diferencialmente en las células TF-KO, con enriquecimiento funcional en los procesos de unión a metales y dependientes del zinc, pero sin asociación directa con el metabolismo del hierro.
Si bien el papel preciso de la transferrina en la modulación de la tolerancia de los fagocitos del salmón a la infección por P. salmonis sigue siendo complejo, según los expertos los hallazgos de este estudio sientan las bases para incorporar el metabolismo del hierro, en particular las vías dependientes de la transferrina, en el diseño racional de vacunas dirigidas a este patógeno.
“Estos hallazgos sugieren que la deficiencia de transferrina confiere un fenotipo tolerante a infecciones mediante una reprogramación transcripcional no relacionada con la regulación del hierro, lo que destaca nuevos mecanismos de interacción huésped-patógeno y posibles vías para el control de SRS en acuicultura”, concluyeron los autores.
Lea el estudio completo titulado “Transferrin knockout reveals a tolerance phenotype against Piscirickettsia salmonis in Atlantic salmon phagocytes”, aquí.
