En la acuicultura, patógenos bacterianos como Francisella noatunensis subsp. noatunensis y Piscirickettsia salmonis impactan significativamente la sostenibilidad económica, causando infecciones crónicas en diversos ambientes acuáticos. Los ARN no codificantes (ARNnc) desempeñan roles cruciales en la regulación génica bacteriana, influyendo en las vías metabólicas y las respuestas al estrés, esenciales para la adaptabilidad ambiental.
En este sentido, un equipo de investigadores chilenos desarrolló un nuevo estudio denominado “Exploring the regulatory landscape of non-coding RNAs in aquaculture bacterial pathogens: Piscirickettsia salmonis and Francisella noatunensis” que entrega nuevos hallazgos que avanzan en el conocimiento genómico sobre Francisella noatunensis subsp. noatunensis y Piscirickettsia salmonis, ofreciendo una base para el desarrollo de futuras intervenciones específicas.
La investigación publicada en la prestigiosa revista Aquaculture fue liderada por el Dr. Alejandro Yáñez, investigador del Centro INCAR y del Departamento de Investigación y Desarrollo, Greenvolution SpA junto al Dr. Vinicius Maracaja del Centro de Modelamiento Molecular, Biofísica y Bioinformática (CM2B2) de la Universidad de Chile y Beagle Bioinformatics y junto a expertos de la Universidad de O’Higgins, Universidad Tecnológica Metropolitana,Universidad Santo Tomás, Universidad Austral de Chile y Memorial University of Newfoundland.
Al respecto, el Dr. Alejandro Yáñez, señaló a nuestro medio que “el objetivo principal fue identificar y caracterizar estos ARNnc para entender mejor su papel en la regulación de la virulencia y la adaptación de estos patógenos a sus hospedadores salmonídeos”.
Explicó que “el estudio se desarrolló en varias etapas clave. Primero, se identificaron y seleccionaron los patógenos bacterianos relevantes, seguidos de un análisis exhaustivo de sus genomas completos mediante técnicas de secuenciación de próxima generación (NGS). A continuación, se utilizó software especializado para predecir y analizar los ARNnc presentes en los genomas secuenciados. Posteriormente, se evaluaron los niveles de expresión de estos ARNnc mediante experimentos de RT-qPCR y RNA-seq”.
Principales resultados
Yáñez detalló que “los resultados principales del estudio revelaron un amplio espectro de ARNnc, tanto compartidos como únicos para cada patógeno. En Piscirickettsia salmonis, se identificaron familias de ARN antisense (asRNA) como AsponA (RF02812) y sRNAs como Rp_sR47 (RF02800), que juegan roles específicos en la regulación de la virulencia y la adaptación al estrés. AsponA regula la síntesis de peptidoglicano, crucial para la integridad de la pared celular, mientras que RpsR47 está implicada en la regulación post-transcripcional de actividades enzimáticas”.
Por otro lado, indicó que en “Francisella noatunensis se identificaron riboswitches como el de FMN (RF00050) y el de lisina (RF00168), que regulan respectivamente la biosíntesis de riboflavina y lisina, esenciales para el metabolismo bacteriano. Estos ARNnc desempeñan funciones clave en la supervivencia y virulencia del patógeno, destacando la adaptación evolutiva específica de cada especie bacteriana”.
En resumen, el estudio proporcionó una comprensión detallada de los ARNnc en estos patógenos acuáticos, identificando elementos reguladores críticos que pueden ser explotados para desarrollar nuevas estrategias de control y tratamiento en la acuicultura. “Este conocimiento no solo facilita la creación de vacunas y terapias más eficaces, sino que también ofrece herramientas diagnósticas avanzadas para una gestión más precisa y sostenible de las enfermedades en la industria acuícola”, aseguró.
Contribuciones a la detección de estrategias innovadoras
Los hallazgos de este estudio son significativos para la futura acuicultura, y en particular para la salmonicultura, debido a varias razones, según el Dr. Yáñez.
Desarrollo de Vacunas Personalizadas: Al identificar ncRNAs específicos de cada genogrupo de P. salmonis, es posible diseñar vacunas que induzcan una respuesta inmune más eficaz contra las cepas específicas del patógeno. Estas vacunas dirigidas podrían utilizar antígenos derivados de proteínas reguladas por ncRNAs clave, potenciando la inmunidad de los peces y reduciendo la incidencia de infecciones.
Terapias Basadas en RNA de Interferencia (RNAi) y Antisense: Las terapias que utilicen RNAi o oligonucleótidos antisense para silenciar ncRNAs específicos de P. salmonis pueden reducir su virulencia y capacidad de infección. Por ejemplo, oligonucleótidos antisense dirigidos contra AsponA podrían interrumpir la síntesis de peptidoglicano, debilitando la pared celular bacteriana y disminuyendo la virulencia del patógeno.
Herramientas de Diagnóstico Molecular: Desarrollar herramientas de diagnóstico que detecten ncRNAs específicos de P. salmonis permitirá una identificación rápida y precisa de infecciones. Kits de diagnóstico basados en la detección de ncRNAs como HPnc0260 y sRNAs específicas pueden facilitar la detección temprana de infecciones en pisciculturas, permitiendo una intervención oportuna y eficaz.
Manipulación Genética del Pez Hospedador: Introducir modificaciones genéticas en los peces para inducir una mayor resistencia a las infecciones mediante la expresión de genes que contrarresten la acción de ncRNAs de P. salmonis es otra estrategia prometedora. Utilizando técnicas de edición genética como CRISPR/Cas9, se pueden insertar genes en los peces que interfieran con la función de ncRNAs específicos del patógeno.
Desarrollo de Nuevos Antimicrobianos: Identificar y desarrollar compuestos que inhiban la función de ncRNAs específicos de P. salmonis puede reducir su virulencia y capacidad de infección. Realizar selecciones de bibliotecas de compuestos para identificar moléculas que interfieran con riboswitches clave puede proporcionar nuevos tratamientos profilácticos o terapéuticos en la acuicultura.
