Una tesis doctoral realizada en el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ofrece nuevos datos sobre los genes de almeja fina (R.decussatus), japonesa (R. philippinarum) y mejillón mediterráneo (Mytilus galloprovincialis) implicados en la respuesta inmunitaria frente a diversos patógenos. Entre ellos, destaca la revelación de que la respuesta de la almeja japonesa a una infección bacteriana es más rápida y efectiva que la de la almeja fina o que las larvas de un día de edad del mejillón ya son capaces de fagocitar partículas extrañas.
La autora, Rebeca Moreira Sanmartín, realizó la investigación en el Grupo de Inmunología y Genómica del Instituto de Investigaciones Marinas (IIM-CSIC, Vigo), bajo la dirección de los doctores Beatriz Novoa García (investigadora científica del CSIC), Antonio Figueras Huerta (profesor de investigación del CSIC) y Pablo Balseiro Vigo (actualmente investigador en la Universidad de Bergen).
La tesis,” Avances en el sistema inmunitario de moluscos bivalvos: una aproximación genómica”, cuenta con mención internacional. Se defendió recientemente en la Universidad de Vigo y obtuvo la calificación de sobresaliente cum laude. Sus resultados ya han sido publicados en artículos científicos en revistas de impacto, como BMC Genomics, Fish & Shellfish Immunology o PLoS One.
La tesis: objetivos y resultados
“La acuicltura se enfrenta a un grave problema: las enfermedades de las especies y sus consiguientes pérdidas de producción y económicas. Para hacer frente a esta problemática, es fundamental conocer el sistema inmunitario de las especies, sobre todo, los moluscos”, explica Rebeca Moreira, quien añade que “Galicia es un enclave perfecto para el cultivo de moluscos bivalvos y la acuicultura, especialmente de mejillones y almejas, es muy importante en la economía local”.
“Segun la FAO, el futuro de la producción de moluscos deberá ser planteado como parte de un programa integral que incluya aspectos como la creación de un programa de investigación sobre patología de moluscos bivalvos. Sin embargo, el conocimiento de la respuesta inmune de estas especies es limitado y la lucha contra las patologías se basan en medidas preventivas y de eliminación de individuos enfermos, ya que se sabe muy poco de las bases moleculares de la respuesta inmune en bivalvos”, apunta Rebeca Moreira.
En este contexto el objetivo general de la tesis era explorar las posibilidades que brindan las herramientas modernas para el estudio de la expresión genética y así incrementar el conocimiento de los mecanismos de respuesta inmunitaria de los siguientes moluscos bivalvos a nivel molecular: la almeja japonesa, la almeja fina y el mejillón mediterráneo.
“Tras observar la respuesta de 13 genes directamente relacionados con el sistema inmunitario en almeja, se constató que la defensa de la almeja japonesa es más rápida y eficaz que la de la fina ante una infección bacteriana, debido a que esta última no expresa de una manera efectiva los factores de transcripción que iniciarían la respuesta inflamatoria”, explica Rebeca Moreira Sanmartín, autora de la tesis.
Posteriormente, se empleó la secuenciación masiva de hemocitos, células de defensa, de almeja japonesa para descubrir nuevos genes relacionados con el sistema inmunitario: se hallaron 30.000 nuevas secuencias, de las que más del 10% tienen relación directa con la inmunidad, muchas de las cuales nunca habían sido descritas en bivalvos.
“Con esta información se realizó el primer análisis transcriptómico de la almeja japonesa centrado en su sistema inmunitario y se diseñó un nuevo microarray, es decir, un conjunto de fragmentos de ADN unidos a una superficie sólida que sirve para medir el nivel de expresión genética de un gran número de genes simultáneamente. Se probó frente a una infección y se obtuvo la secuencia temporal de la respuesta de la almeja japonesa frente a V. alginolyticus, patógeno que causa graves mortandades en la especie”, señala Moreira.
“En cuanto al mejillón, se ha observado que la inmunocompetencia surge rápido: un día después de la fertilización las larvas ya son capaces de fagocitar partículas extrañas y la expresión de genes relacionados con el sistema inmunitario aumenta ya a partir del segundo día de vida de la especie”, destaca Moreira.
La parte referida al mejillón se completó con un estudio comparativo de los transcriptomas de distintos tejidos empleando una técnica que no se había usado hasta el momento en la especie y con la que se obtuvieron 150.000 nuevas secuencias de hemocitos, manto, músculo y branquias de mejillones adultos.
La autora
Rebeca Moreira Sanmartín (Cerdedo, 1981) se licenció en Biología por la Universidad de Vigo (2005). Completó su formación con un Máster en Biotecnología (2007) en ALITER, escuela internacional de negocios; y otro en Metodología y Aplicaciones en Ciencias de la Vida (2010) en la Universidad de Vigo.
En 2009 se incorporó, con una beca FPI, al Grupo de Inmulogía y Genómica del IIM, donde realizó su tesis doctoral, obteniendo el título de doctora en Biología por la Universidad de Vigo en diciembre de 2015.
Ha realizado estancias de investigación en la Universitá degli Studi di Padova (Italia).
Sus líneas de investigación versan sobre el uso de la genómica y transcriptómica para aumentar el conocimiento sobre genes de moluscos bivalvos, sobre todo los implicados en la respuesta inmunitaria. De esta forma, y mediante herramientas de estudio de la expresión genética, se llegarán a conocer las bases moleculares de la defensa de los bivalvos frente a diversos patógenos, especialmente los del género Vibrio y Perkinsus, que causan gran impacto en la producción acuícola.
En mejillón, los estudios de expresión génica se han centrado, por una parte, en el desarrollo larvario, lo que ha revelado que las larvas de un día de edad ya son capaces de fagocitar partículas extrañas. Por otra parte, se han estudiado las diferencias de expresión genética entre diversos tejidos de mejillones adultos, observándose que hay secuencias relacionadas con el sistema inmunitario en todos los tejidos, lo que puede explicar la elevada resistencia de la especie al estrés y patógenos.