Genética

Altas temperaturas inducen autofagia en músculo esquelético de Trucha arcoíris

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By Milthon Lujan

Jaula de cultivo de trucha. Fuente: SANIPES
Jaula de cultivo de trucha. Fuente: SANIPES

El análisis transcriptómico mostró que 293 genes aumentaron en el grupo de alta temperatura, principalmente asociados con el ensamblaje del autofagosoma, el transporte de aminoácidos y el proceso metabólico de la glutamina.

El calentamiento global ejerce un gran impacto en las poblaciones animales de todo el mundo, principalmente a través de aumentos crónicos de la temperatura y una mayor incidencia de olas de calor, que pueden causar estrés y enfermedades en los organismos acuáticos como la trucha arcoíris.

Los aumentos en las temperaturas atmosféricas se reflejan en temperaturas más altas de los hábitats marinos y de agua dulce, hogar de una gran diversidad de organismos vivos; es más se prevé que, a finales de este siglo, la temperatura media del océano habrá aumentado entre 1 y 4 °C, lo que ejercerá efectos negativos sobre la fisiología de los organismos acuáticos.

En este sentido, los animales ectotérmicos, como los teleósteos, están cada vez más expuestos a eventos estresantes de alta temperatura debido al calentamiento global, y se desconocen, por ejemplo, los efectos del estrés térmico sobre el músculo esquelético, un tejido clave para el crecimiento de los peces.

Recientemente, un grupo de Investigadores de la Universidad Andrés Bello, de la Universidad de Concepción, de la Pontificia Universidad Católica de Chile y del Centro Interdisciplinario para la Investigación Acuícola (INCAR), examinó el impacto del estrés por alta temperatura en el transcriptoma del músculo esquelético de la Trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss) en condiciones de control (15 °C) y de alta temperatura (20 °C), y demostró que el estrés por el incremento indujo aumentos significativos en los niveles plasmáticos de cortisol y glucosa.

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“Nosotros investigamos los efectos del estrés por altas temperaturas sobre la respuesta de la expresión de los genes en el músculo esquelético de la trucha arcoíris (O. mykiss)”, reportan en el estudio.

Incremento de niveles de cortisol y glucosa

Según los resultados del estudio, la aplicación del protocolo de estrés resultó en un incremento significativo en los niveles de cortisol y glucosa en los niveles de plasma de la sangre, alcanzando concentraciones de aproximadamente 110 ng/mL y 59 mg/dL, respectivamente.

El análisis transcriptómico mostró que 293 genes aumentaron en el grupo de alta temperatura, principalmente asociados con el ensamblaje del autofagosoma, el transporte de aminoácidos y el proceso metabólico de la glutamina. Por otro lado, 119 genes estaban regulados a la baja en el grupo de alta temperatura, principalmente asociados con la digestión, la proteólisis y el proceso de contracción muscular.

Además, la RT-qPCR de genes representativos expresados diferencialmente y el análisis de transferencia Western de los niveles de LC3-II/LC3-I confirmaron la autofagia del músculo esquelético inducida por la alta temperatura.

El estudio “High-Temperature Stress Induces Autophagy in Rainbow Trout Skeletal Muscle” que tiene por autores a Alfredo Molina, Phillip Dettleff, Valentina Valenzuela-Muñoz, Cristian Gallardo-Escárate y Juan Antonio Valdés, arroja luz sobre facetas intrigantes de la respuesta adaptativa del músculo esquelético de la trucha arcoíris al estrés por altas temperaturas y proporciona información importante sobre la fisiología de la autofagia en los teleósteos.

“Considerando la ausencia de carbonilación de proteínas y oxidación del ADN en el músculo esquelético y la ausencia de marcadores de atrofia del músculo esquelético en plasma, proponemos que la autofagia actúa como un regulador negativo del daño en este tejido, induciendo el proceso de mitofagia e inhibiendo la apoptosis celular”, concluyeron los autores del estudio.

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Conclusión

“En el presente estudio, demostramos que el estrés por temperatura induce a la autofagia en el músculo esquelético de O. mykiss. Considerando la ausencia de carbonilación de proteínas y oxidación de ADN en el músculo esquelético y la ausencia de marcadores de atrofia del músculo esquelético en plasma, proponemos que la autofagia actúa como un regulador negativo del daño en este tejido, induciendo el proceso de mitofagia e inhibiendo la apoptosis celular”, concluyeron.

El estudio fue financiado por el Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (FONDECYT), Fondo de Financiamiento de Centros de Investigación en Áreas Prioritarias (FONDAP) INCAR y Concurso de Apoyo a Centros de Excelencia en Investigación FONDAP 2022.

Referencia (acceso libre)
Molina, Alfredo, Phillip Dettleff, Valentina Valenzuela-Muñoz, Cristian Gallardo-Escarate, and Juan Antonio Valdés. 2023. «High-Temperature Stress Induces Autophagy in Rainbow Trout Skeletal Muscle» Fishes 8, no. 6: 303. https://doi.org/10.3390/fishes8060303

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