El virus del síndrome de la mancha blanca (WSSV) es un virus altamente patógeno que ha estado causando estragos en la industria mundial de la acuicultura del camarón, causando tasas de mortalidad significativas en los camarones cultivados. A pesar de los esfuerzos por desarrollar métodos de supresión viral, la enfermedad sigue siendo un gran desafío.
Sin embargo, los avances recientes en la tecnología de edición del genoma utilizando CRISPR/Cas9 han abierto nuevas posibilidades para prevenir y tratar enfermedades virales. En un estudio innovador, los investigadores de la University of Phayao, del Center of Excellence for Shrimp Molecular Biology and Biotechnology (Centex Shrimp) y de la Mahidol University han aplicado con éxito el sistema CRISPR/Cas9 para suprimir la infección por WSSV en el camarón Penaeus vannamei, allanando el camino para un posible cambio de paradigma en la gestión de la industria camaronera.
CRISPR/Cas9 para control de enfermedades
CRISPR/Cas9, una poderosa herramienta para la ingeniería genética precisa, tiene el potencial de revolucionar el control de enfermedades en la acuicultura. Al apuntar a genes virales específicos, CRISPR/Cas9 puede interrumpir el ciclo de replicación del virus, evitando su propagación y reduciendo las tasas de mortalidad.
¿Cómo funciona CRISPR/Cas9?
CRISPR/Cas9 es una herramienta poderosa que permite a los científicos editar con precisión el ADN de un organismo. Consta de dos componentes clave:
- ARN guía (gRNA): Esta molécula de ARN guía la enzima Cas9 a una secuencia de ADN específica.
- Enzima Cas9: Esta enzima actúa como una tijera molecular, cortando el ADN en el sitio objetivo.
Al diseñar gRNA específicos, los investigadores pueden apuntar y escindir el ADN viral, interrumpiendo eficazmente el ciclo de replicación del virus.
Un enfoque sinérgico
Sin embargo, la administración de la maquinaria CRISPR/Cas9 a las células del camarón presenta un desafío. Para superarlo, los científicos están utilizando partículas similares a virus (VLP) como vehículos de administración eficientes. Las VLP son partículas diminutas e inofensivas que imitan a los virus pero carecen de la capacidad de replicarse. Pueden diseñarse para transportar los componentes CRISPR/Cas9 directamente a las células del camarón.
La combinación de CRISPR/Cas9 y VLP ofrece una estrategia prometedora para desarrollar camarones resistentes al WSSV. Al apuntar a genes virales específicos y estimular la respuesta inmunológica del camarón, este enfoque podría reducir significativamente los brotes de enfermedades.
Construcción de un vector de ADN quimérico
El estudio publicado en la revista Scientific Reports implicó la construcción de un vector de ADN quimérico que combinaba el promotor U6 del camarón con secuencias de expresión de ARNg específicas de dos sitios del genoma del WSSV y el promotor de la ribonucleótido reductasa del WSSV con la secuencia de ADN Cas9. Este vector fue diseñado para expresar gRNAs específicos del genoma de WSSV y Cas9 en células de hemocitos de cultivo primario y tejido de camarón.
Los investigadores utilizaron RT-PCR para determinar la expresión de gRNAs y Cas9 en las células y el tejido, y descubrieron que el sistema CRISPR/Cas9 era capaz de escindir amplicones de ADN de WSSV in vitro. Además, los camarones que recibieron el tratamiento CRISPR/Cas9-WSSV mostraron niveles de ADN de WSSV significativamente más bajos en comparación con los camarones no tratados.
Mejora de la respuesta inmune
El estudio también reveló que el sistema CRISPR/Cas9-WSSV no solo interfirió en la propagación del ADN viral, sino que también estimuló una respuesta genética relacionada con el sistema inmunitario. Cuando se trató con CRISPR/Cas9-WSSV, los camarones mostraron un período de supervivencia significativamente más largo cuando se los desafío con WSSV.
Implicancias para la industria camaronera
Estos hallazgos tienen implicaciones significativas para el desarrollo y la aplicación de la tecnología CRISPR/Cas9 en el control de enfermedades infecciosas por WSSV. El estudio demuestra el potencial de esta tecnología para gestionar la acuicultura del camarón y reducir la carga económica de las pérdidas originadas por el WSSV en la industria.
Conclusión
En conclusión, la aplicación de la tecnología CRISPR/Cas9 para suprimir la infección por WSSV en el camarón ha mostrado resultados prometedores, ofreciendo un nuevo enfoque para controlar esta devastadora enfermedad. Mientras la industria mundial de la acuacultura del camarón sigue enfrentándose a desafíos, este avance tiene el potencial de revolucionar la forma en que gestionamos el cultivo del camarón y garantizamos un suministro sostenible y saludable de esta importante fuente de alimentos.
Contacto
Charoonroj Chotwiwatthanakun
Center of Excellence for Shrimp Molecular Biology and Biotechnology (Centex Shrimp), Faculty of Science, Mahidol University
Rama VI Rd, Bangkok, 10400, Thailand
Mahidol University, Nakhonsawan Campus, Nakhonsawan, 60130, Thailand
Email: charoonroj.cho@mahidol.ac.th
Referencia (acceso abierto)
Pudgerd, A., Saedan, S., Santimanawong, W. et al. Genome editing of WSSV CRISPR/Cas9 and immune activation extends the survival of infected Penaeus vannamei. Sci Rep 14, 26306 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-78277-7
