Soluciones Biotecnologica En La Acuicultura

Transformando conocimiento en soluciones biotecnológicas para la acuicultura

Jaime Romero

Laboratorio de Biotecnología del Instituto de Nutrición y Tecnología de los Alimentos (INTA), de la Universidad de Chile

El grupo académico que constituye el Laboratorio de Biotecnología del INTA, busca contribuir con conocimiento básico en el marco de actividades importantes para Chile y convertir este conocimeinto en soluciones biotecnológicas con fuerte impacto. A continuación se resumen algunas de las más recientes contribuciones del grupo.

Antivirales de base genómica para control de ISAv

Recientes publicaciones científicas señalan a RNAi como una estrategia terapéutica para el control de enfermedades en acuicultura. Incluso estos avances han generado masa crítica para una revisión publicada en una de las revistas de mayor impacto en el subject Fishries de ISI Web of Knowlegde y corresponde a Fish and Shellfish Immunology de los autores Lima y cols. (2013) 34:729-743. Publicaciones más recientes continúan apoyando el uso de estrategias de RNAi en acuicultura tanto contra virus como contra otras enfermedades. Por ejemplo, la inhibición de la replicación viral del RSIV (Red Seabream Iridovirus), un virus marino patogénico, se ha reportado en líneas celulares de pez usando RNAi para una proteína de superficie (Dang et al., 2008a). Más recientemente se han reportado casos exitosos en el tratamiento de virus que afectan carpas. Uno de ellos es el desarrollo de la base de control contra el virus de “viremia de primavera” (Spring viremia) y el otro corresponde a un control en base a RNAi del virus herpes-3 (Gotesman y cols 2014 a y b ).

La estrategia de los antivirales secuencia-específicos basados en RNAi es una aproximación muy certera en el caso de ISAv, cuyo genoma de hebra simple negativa debe transformarse en mensajeros (mRNA) que son justamente los blancos para el bloqueo dirigido y la degradación por la maquinaria celular presente en el citoplasma. Los antivirales desarrollados son bloqueadores que consisten en secuencias de RNA doble hebra que pueden ser procesados por endonucleasas intracelulares llamadas Dicer para luego ser unidos por el complejo enzimático RISC, que de esta forma, es capaz de reconocer y destruir las secuencias de RNA virales complementarias, afectando el ciclo viral y la generación de progenie.

Para el diseño de estos RNAi se utilizó la información genómica de variantes del virus ISA. El diseño se dirigióa las zonas conservadas de genes esenciales como la Hemaglutinina (HE) y la proteína de fusión (FP). Debe considerarse que el sistema de RNAi de interferencia en las células, se basa en trozos cortos de cerca de 20 nucleótidos, por lo que se requiere solo una veintena de nucleótidos conservados en los genomas de ISAv para diseñar un antiviral RNAi efectivo.

Esta estrategia se plantea como una poderosa alternativa debido a su potencial para flanquear el virus en forma multi-target, a diferencia de los antivirales o vacunas que están dirigidos a moléculas o antígenos específicos. Además, esta metodología permite usar a las bacterias como una fábrica de antivirales RNAi y por lo tanto, se puede obtener a muy bajo costo, grandes cantidades de antivirales (RNAi) dentro de cada célula bacteriana. Estas células bacterianas tras un procesamiento que implica su total inactivación, son capaces de actuar como vehículos y entregar su carga de antivirales a las células de los peces, tal como se aprecia en la Figura 2.

Para implementar esta solución el grupo de Biotecnología lleva ya años trabajando con la tecnología de RNAi buscando innovaciones y aplicaciones en el ámbito acuícola. Este grupo ha desarrollado una estrategia de RNAi contra ISAv, logrando reducir la expresión de genes blanco y en consecuencia y más importante, la carga viral, resultados por los cuales se ha hecho una solicitud de patente.

Los aspectos claves de la tecnología RNAi con que se cuenta son:

• Reducción de la expresión del gen blanco o target, se produce en forma específica y puede llegar al 90%.

• Reducción de la proteína blanco o target, lo cual se ha verificado usando anticuerpos contra a proteína blanco (western blot), lográndose 50% de reducción.

• Efecto contra el patógeno. En el caso de ISAv las reducciones en expresión y síntesis de proteína, se reflejaron en una reducción del 70% de la carga viral.

Figura 3. El ciclo viral de ISAv interrumpido o afectado por la inclusión de antivirales RNAi. Dentro de la célula, los dsRNA son procesados y convertidos en RNA interferencia (RNAi, RNA interferentes). Esto se logra porque mediante el ingreso de estos dsRNA se “alimenta” el sistema celular Dicer-RISC con RNAi (ver Figura sección izquierda), cuyo target

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