Los brotes de enfermedades a gran escala son inevitables, y los métodos de control de las enfermedades necesitan ser mejorados.
Los péptidos antimicrobianos (AMP) son polipéptidos que sirven como sustitutos de los antibióticos en la línea de defensa inicial de una variedad de especies (inmunidad innata) contra las invasiones microbianas sin desarrollar una resistencia considerable a los antibióticos.
Las catelicidinas son una familia de AMP particularmente importante, que comparten el dominio común similar a la catalina y muestran actividades antimicrobianas y de modulación inmunitaria de amplio espectro.
Investigaciones recientes han demostrado que la catelicidina derivada del caimán inhibe los patógenos de los peces tanto in vivo como un vitro. Por lo tanto, la integración de AMP en el ADN genómico tiene amplias perspectivas para establecer nuevas líneas de peces resistentes a enfermedades.
Los peces transgénicos para AMG podrían proporcionar una opción importante para abordar los problemas de enfermedades, y el objetivo adicional sería evitar la posibilidad de que los fugitivos se reproduzcan con poblaciones silvestres.
Investigadores de la School of Fisheries, Aquaculture and Aquatic Sciences en la Auburn University usaron la herramienta de edición de genes CRISPR para insertar un gen de caimán (Alligator sinensis) para la catelicidina en la parte del genoma del bagre (Ictalurus punctatus) que codifica una hormona reproductiva importante.
Resistencia a enfermedades
El bagre resultante parece ser más resistente a las infecciones.
Según el estudio, el gen del cocodrilo codifica una proteína llamada catelicidina, que tiene capacidad antimicrobiana, y se cree que protege a los cocodrilos de desarrollar infecciones.
Cuando los investigadores pusieron dos tipos diferentes de bacterias (F. covae y E. ictaluri) causantes de enfermedades en los tanques de los peces, encontraron que los peces editados genéticamente tenían muchas más probabilidades de sobrevivir que sus contrapartes que no se habían sometido a la edición genética.
Dependiendo de la infección, la tasa de supervivencia de los peces transgénicos con catelicidina fue entre dos y cinco veces mayor, reportan los investigadores.
“Nosotros identificamos un sistema KI adecuado para que el bagre del canal alcance resistencia contra los patógenos de los peces y el control reproductivo, reduciendo la dependencia a los antibióticos y anti-parasitarias en la acuicultura”, reportan.
Asimismo, destacan que parece prometedora la inserción del gen de la catelicidina en el locus LH para aumentar la resistencia contra las enfermedades infecciosas y el confinamiento reproductivo para mejorar las cualidades valoradas por el consumidor y promover peces transgénicos respetuosos con el medio ambiente.
Conclusiones
“Establecimos una línea de bagre estéril que confiere una mayor resistencia a los patógenos al expresar la proteína catelicidina. Nuestro estudio ha demostrado que la inserción del gen de la catelicidina en el locus LH mediante el aprovechamiento del sistema CRISPR/Cas9 mediado por HA- o ssODN puede ser un enfoque sólido para producir líneas de peces estériles”, concluyen los investigadores.
Finalmente, el estudio mostró el potencial de sobreexpresión un péptido resistente a enfermedades insertado en un gen relacionado con la reproducción usando CRISPR/Cas9 en bagres del canal, lo que puede proporcionar una estrategia para disminuir los problemas de enfermedades bacterianas en los bagres, a la vez que se reducen los riesgos ambientales.
El estudio fue financiado por una subvención de USDA y de la Alabama Agricultural Experiment Station.
Referencia (acceso libre)
Jinhai Wang, Baofeng Su, De Xing, Timothy J. Bruce, Shangjia Li, Logan Bern, Mei Shang, Andrew Johnson, Rhoda Mae C. Simora, Michael Coogan, Darshika U. Hettiarachchi, Wenwen Wang, Tasnuba Hasin, Jacob Al-Armanazi, Cuiyu Lu, Rex A. Dunham. 2023. Generation of eco-friendly channel catfish, Ictalurus punctatus, harboring alligator cathelicidin gene with robust disease resistance by harnessing different CRISPR/Cas9-mediated systems. bioRxiv 2023.01.05.522889; doi: https://doi.org/10.1101/2023.01.05.522889
