SRS: El «lego-genoma» de Piscirickettsia salmonis revela dos estrategias evolutivas y diferencias entre sus genogrupos

La capacidad de Piscirickettsia salmonis para reorganizar su material genético podría ser una de las claves para comprender su adaptación y persistencia en los sistemas de cultivo de salmónidos. Esta característica fue uno de los principales aspectos abordados por el Dr. Jaime Figueroa, investigador adjunto de la línea Enfermedades de Peces y Resistencia a los Antimicrobianos del Centro INCAR², durante el módulo sobre SRS de la Charla Técnica «Desafíos Sanitarios en Etapa de Engorda», organizada por InfoSALMON. Bajo el concepto de un «lego-genoma complejo en adaptación constante», el investigador presentó antecedentes sobre la arquitectura genética de la bacteria, poniendo especial atención en los elementos de inserción (IS), la formación de islas genómicas y las diferencias que presentan los genogrupos LF y EM. El análisis adquiere relevancia para la industria salmonicultora porque permite profundizar en los mecanismos que podrían favorecer la adaptación bacteriana y plantea la necesidad de comprender mejor las características genéticas de las cepas que participan en los episodios de piscirickettsiosis. Un genoma dinámico: la importancia de los elementos móviles Uno de los puntos centrales de la presentación fue explicar cómo las bacterias pueden ganar, perder o reorganizar genes mediante distintos mecanismos de transferencia y movilidad genética. En este contexto, Figueroa abordó el papel del gen comEC, que codifica una proteína de membrana esencial para la transformación natural, mecanismo mediante el cual determinadas bacterias pueden incorporar ADN desde el ambiente. Según la presentación, este proceso facilita la adquisición de nuevos rasgos genéticos, incluidos aquellos relacionados con virulencia y resistencia a los antimicrobianos. Sin embargo, el análisis de los genomas disponibles de P. salmonis mostró que el gen comEC se encuentra interrumpido por diferentes elementos transponibles, mientras que otros determinantes asociados a la transformación natural, como comEA, comFB, comM, comL/bamD y dprA, permanecen intactos y altamente conservados. Las interrupciones de comEC tampoco presentan una distribución uniforme: siguen arquitecturas distintas y específicas de cada genogrupo. Esto significa que la estructura y posición de las inserciones de transposones se conservan dentro de determinados subgrupos filogenómicos, pero difieren entre ellos. Otro aspecto destacado fue que, una vez alcanzado un tamaño genómico relativamente estable, la bacteria puede continuar acelerando su evolución adaptativa mediante mutaciones y relocalizaciones de genes. Para explicar estos procesos, el investigador identificó tres mecanismos principales de reorganización genética: transposición, recombinación homóloga e inversiones cromosómicas. Entre ellos, destacó la transposición mediada por elementos genéticos móviles como uno de los mecanismos más comunes. En P. salmonis se identifican, entre otros, los elementos ISPsa1, perteneciente a la familia de transposasas IS982, e ISPsa2, correspondiente a la familia de elementos de inserción IS6 y caracterizado como el primer elemento genético móvil descrito específicamente para esta bacteria. Su importancia radica en que permiten movilizar segmentos de ADN y contribuir a la reorganización del genoma. Además, pueden facilitar la inserción de genes relacionados con respuestas al estrés, formación de biopelículas y resistencia a los antimicrobianos cuando se ubican cerca o dentro de regiones funcionales. LF-89 y EM-90: dos patrimonios genéticos diferentes Una de las evidencias más relevantes presentadas por Figueroa corresponde a las diferencias en el repertorio de elementos de inserción entre los genomas de referencia LF-89 y EM-90. El análisis comparativo identificó diferencias tanto en la cantidad como en los tipos de elementos móviles presentes en ambos genogrupos. Mientras LF-89 Original (ATCC) registra 1.204 elementos de inserción, EM-90 (Psal-005) presenta 720. LF-89 presenta aproximadamente un 67% más elementos de inserción que EM-90 en esta comparación de genomas de referencia. En el caso de LF-89, los elementos de inserción representan aproximadamente el 30% del total de genes, según lo expuesto por el investigador. La comparación también muestra que ambos genomas contienen diez tipos diferentes de elementos móviles, aunque algunos son compartidos y otros corresponden a familias distintas. Para el investigador, este patrimonio genético diferenciado constituye un antecedente relevante para comprender la plasticidad genómica de ambos grupos y sus posibles estrategias de adaptación. La diferencia no se limita al número de elementos móviles. También involucra la organización de las islas genómicas, que corresponden a agrupaciones de genes que pueden conferir ventajas adaptativas específicas. Islas genómicas: agrupaciones que pueden favorecer la adaptación bacteriana La presentación profundizó en el papel de las islas genómicas (IG), regiones del ADN que concentran conjuntos de genes asociados a determinadas funciones biológicas. Dependiendo de las ventajas que proporcionan, estas estructuras pueden clasificarse en cinco categorías: Islas de patogenicidad: contienen genes relacionados con factores de virulencia, toxinas y mecanismos de invasión del hospedador. Islas de resistencia: concentran genes asociados a la resistencia frente a antimicrobianos. Islas metabólicas: permiten utilizar nuevas fuentes de nutrientes o degradar determinados compuestos. Islas de simbiosis: facilitan el establecimiento de relaciones simbióticas. Islas de aptitud o fitness: contribuyen a mejorar la supervivencia de la bacteria en su entorno. En el caso de P. salmonis, Figueroa destacó particularmente las islas de patogenicidad y las de aptitud, debido a su relación con la formación de biopelículas. Estas estructuras pueden aportar distintos componentes involucrados en este proceso, entre ellos adhesinas y fimbrias, que permiten la adhesión inicial a superficies vivas o inertes; genes responsables de producir la matriz extracelular, y sistemas de Quorum Sensing, que regulan la comunicación entre células y coordinan la producción de biopelículas. La relevancia de estos mecanismos está en que permiten comprender cómo la organización genética puede relacionarse con propiedades que favorecen la supervivencia bacteriana y su interacción con el entorno. Dos genogrupos, diferentes estrategias de organización genética Otro de los aspectos abordados fue la variabilidad de las islas genómicas entre los genogrupos LF y no LF. Mediante comparaciones de la estructura de los genomas completos y de los genes presentes en las islas genómicas, el equipo exploró las diferencias en la distribución y organización de estas regiones. La presentación también examinó la densidad de islas genómicas en determinados barrios génicos, utilizando como ejemplos el gen icmL, asociado a un sistema de secreción tipo IV, y el gen tetA, en cuyo caso se identificaron mutaciones internas (SNP). Estos análisis permiten observar que la variabilidad genética no depende exclusivamente de cuántos elementos móviles posee cada genoma, sino también de dónde se insertan, qué regiones afectan y cómo se organizan las agrupaciones de genes. De esta manera, la comparación entre LF y EM abre una línea de análisis sobre las distintas estrategias evolutivas que podrían estar desarrollando estos genogrupos. Temperatura y cambio climático: un desafío para comprender el comportamiento bacteriano La relación entre las condiciones ambientales y el crecimiento de P. salmonis también formó parte de la presentación. Figueroa incorporó un análisis sobre el efecto de la temperatura en el crecimiento bacteriano y planteó la interrogante de si ambos genogrupos presentan comportamientos diferentes frente a estas variaciones. Este punto adquiere especial interés para la salmonicultura, considerando los cambios ambientales que experimentan los sistemas de cultivo. En el texto que acompañó su exposición, el investigador advirtió que los efectos del cambio climático podrían favorecer la proliferación de la bacteria, particularmente ante una eventual mayor salinidad y temperatura del agua estuarina. La posibilidad de que LF y EM respondan de manera diferente a estas condiciones representa un aspecto que merece mayor atención, especialmente para comprender cómo las características genéticas de cada grupo podrían relacionarse con su comportamiento en los ambientes de cultivo. ¿Por qué es importante identificar el genogrupo durante un brote de SRS? Más allá de los mecanismos genéticos descritos, uno de los principales mensajes de Figueroa para la industria apunta a la necesidad de avanzar en herramientas sanitarias que permitan diferenciar oportunamente los genogrupos involucrados en los brotes de piscirickettsiosis. En este sentido, el investigador considera que la caracterización genética debe estar acompañada de capacidades de detección temprana, idealmente mediante herramientas de diagnóstico molecular que puedan utilizarse directamente en terreno. La rapidez del diagnóstico es relevante porque permite reducir los tiempos entre la toma de muestras, la identificación del agente y la adopción de medidas sanitarias. Esta necesidad también se relaciona con las diferencias observadas en los patrimonios de elementos móviles y en la organización de los genomas de LF y EM, que hacen importante no tratar a P. salmonis como una población genéticamente homogénea. A partir de estos antecedentes, Figueroa plantea que conocer el genogrupo involucrado constituye un requisito para mejorar la comprensión y el abordaje de los episodios de SRS. Vacunas con cobertura para ambos genogrupos y diagnóstico en terreno En materia de prevención, el investigador identificó dos prioridades para enfrentar los desafíos sanitarios asociados a P. salmonis: mejorar la efectividad de las vacunas y desarrollar pruebas de diagnóstico rápido que permitan identificar el genogrupo presente durante un brote. Respecto de la vacunación, su propuesta apunta a incorporar elementos de ambos genogrupos en las formulaciones, con el objetivo de ampliar la protección de los peces frente a la diversidad genética de la bacteria. La combinación de vacunas más efectivas y herramientas de diagnóstico rápido podría contribuir a fortalecer la prevención, mejorar la capacidad de respuesta y facilitar un manejo más oportuno de los episodios sanitarios. En definitiva, la presentación del Dr. Jaime Figueroa plantea que el desafío del SRS no se limita a detectar la presencia de Piscirickettsia salmonis, sino que también requiere comprender su diversidad genética, los mecanismos que favorecen su reorganización genómica y las diferencias entre los genogrupos que circulan en la industria. El «lego-genoma» de esta bacteria muestra así un escenario de adaptación genética compleja, en el que los elementos móviles y las islas genómicas constituyen piezas relevantes para investigar su evolución. Para la salmonicultura, avanzar en ese conocimiento, junto con mejorar la cobertura de las vacunas y acelerar la identificación molecular en terreno, representa una línea estratégica para fortalecer la prevención y el control del SRS durante la etapa de engorda.