La respuesta inmune innata mediada por receptores de reconocimiento de patrones (PRR) es uno de los mecanismos cruciales para la defensa del salmón del Atlántico frente a patógenos bacterianos. Entre estos mecanismos, el gen ddx41 (DEAD-box RNA helicase 41), un conocido receptor PRR por su función en humanos como sensor inmunitario para detectar patógenos intracelulares, no había sido estudiado ni descrito en salmones.
Hasta ahora, ya que científicos del sur de Chile de diversas instituciones y centros de investigación, liderados por el Dr. Alejandro Yáñez y Marcos Mancilla, investigador del Centro FONDAP-INCAR y ADL Diagnostic Chile, en colaboración con investigadores de la Universidad Austral de Chile (UACh), Universidad Andrés Bello (UNAB), Universidad Santo Tomás, TEKBios y Melisa Institute, han descubierto y caracterizado el gen ddx41 en el salmón del Atlántico. Este descubrimiento revela su importancia en la respuesta inmunitaria frente a infecciones bacterianas como Piscirickettsia salmonis y Renibacterium salmoninarum. Los hallazgos destacan la conservación evolutiva de la proteína identificada por proteómica y la conservación de motivos estructurales clave, como el motivo DEAD, vital para su función en la defensa inmunitaria, abriendo nuevas posibilidades para mejorar la resistencia a enfermedades en la acuicultura.
Este gen, que codifica una importante proteína, actúa como un sofisticado sensor dentro de las células para detectar la presencia de patógenos invasores.
Un Componente Crucial para la Defensa Inmunitaria
Según comenta el experto, esta proteína puede identificar una variedad de señales de alerta, lo que la convierte en un componente crucial de la defensa inmunitaria, pudiendo identificar DNA o RNA tanto bacterianos como virales, y c-di-GMP y c-di-AMP, dinucleótidos cíclicos, que son segundos mensajeros producidos por bacterias intracelulares.
“Nuestro equipo ha identificado y caracterizado el gen ddx41 en Salmo salar, descubriendo que juega un papel fundamental en la respuesta inmunitaria frente a infecciones bacterianas. Este gen, que también existe en humanos, actúa como un sensor inmunitario para detectar patógenos intracelulares y activar vías críticas de señalización inmunitaria. Descubrimos que el gen ddx41 muestra una sorprendente homología del 83.92% con su contraparte humana”, detalló el Dr. Yáñez en entrevista a Salmonexpert.
Resultados del Estudio
Los resultados de este estudio, publicado recientemente, incluyeron análisis in vitro e in vivo. En la primera parte, realizada en células SHK-1 infectadas con P. salmonis y R. salmoninarum, los expertos observaron una sobreexpresión significativa del gen DDX41 y un aumento en la producción de citocinas proinflamatorias como IL-1β, TNFα e IFNγ. “Estos resultados sugieren que DDX41 actúa rápidamente para activar una respuesta inmunitaria efectiva”, explica el Dr. Marcos Mancilla.
Por otra parte, el estudio en peces (in vivo) mediante un desafío por cohabitación realizado en la estación TEKBios, confirmó los resultados in vitro. “Cuando los salmones fueron desafiados con P. salmonis, se observó una activación robusta del gen, así como la activación concomitante de la expresión de citocinas proinflamatorias en el riñón cefálico, un órgano clave en la respuesta inmunitaria de los peces. Estos resultados sugieren que DDX41 desempeña un papel central en la mediación de la respuesta inmunitaria innata en salmones. Potenciar la función de DDX41 podría mejorar la capacidad del sistema inmunitario de los salmones para detectar y combatir infecciones bacterianas, reduciendo la mortalidad y mejorando la salud general de los peces”, comentó el Dr. Mancilla, Director de Investigación de ADL Diaagostic Chile.
Proyecciones Futuras
Considerando estos resultados, el investigador señala que potenciar la función del gen DDX41 podría mejorar la capacidad del sistema inmunitario de los salmones para detectar y combatir infecciones bacterianas persistentes. Aplicado al campo de las vacunas, se podrían buscar formulaciones que aprovechen la activación de ddx41 para proporcionar una protección más efectiva contra patógenos comunes en la salmonicultura, subrayó el Prof. Yáñez.
“Esto podría reducir la mortalidad y mejorar la salud general de los peces. Además, el conocimiento detallado de cómo DDX41 activa la respuesta inmunitaria puede conducir al desarrollo de nuevas vacunas y tratamientos, proporcionando una protección más efectiva contra patógenos comunes en la salmonicultura”, profundiza Yáñez.
Finalmente, dentro de los próximos pasos de la investigación se encuentran identificar otros genes ortólogos en salmón del Atlántico que interactúen con DDX41, y desarrollar agonistas y antagonistas de DDX41 para modular la respuesta inmunitaria.
“También planeamos explorar los mecanismos epigenéticos que podrían influir en la expresión y función de DDX41. Creemos que estas investigaciones no solo ampliarán nuestro entendimiento de la biología inmunitaria de los salmones, sino que también presentarán oportunidades tangibles para mejorar las prácticas de la inmunomodulación en salmonicultura”, concluye el Dr. Yáñez.
El descubrimiento y caracterización de la proteína DDX41 en el salmón del Atlántico marca un hito significativo en la inmunología y la salmonicultura. Este avance, liderado por investigadores chilenos de diversas instituciones y centros de investigación, revela el papel crucial de DDX41 en la respuesta inmunitaria frente a infecciones bacterianas. La capacidad de esta proteína para identificar y activar respuestas contra patógenos intracelulares, similar a su función en humanos, subraya su importancia evolutiva y funcional.
Los estudios in vitro e in vivo demuestran que la sobreexpresión de DDX41 y el aumento en la producción de citocinas proinflamatorias pueden mejorar la capacidad del sistema inmunitario de los salmones para combatir infecciones bacterianas. Este descubrimiento abre nuevas posibilidades para el desarrollo de vacunas y tratamientos más efectivos, lo que podría transformar las prácticas actuales en la industria acuícola, reduciendo la mortalidad y mejorando la salud general de los salmones.
A futuro, la identificación de genes ortólogos que interactúan con DDX41 y la exploración de mecanismos epigenéticos proporcionarán una comprensión más profunda de su papel en la biología inmunitaria de los salmones. Además, el desarrollo de agonistas y antagonistas de DDX41 permitirá modular la respuesta inmunitaria de manera más precisa.
En resumen, la proteína DDX41 emerge como un nuevo guardián inmunitario del salmón del Atlántico, ofreciendo una herramienta poderosa para fortalecer la resistencia a enfermedades en la salmonicultura y mejorando la sostenibilidad y eficiencia de esta industria vital, concluye el Dr. Patricio Bustos, Gerente de ADL Diagnostic Chile.
