Análisis transcriptómico de la respuesta inmunitaria temprana en la trucha (Oncorhynchus mykiss, W.). Una interpretación ontológica de la infección en los Teleósteos

Abstract

En este trabajo se evaluó la respuesta inmunitaria temprana, desencadenada por la exposición a diversos inmunógenos, en dos especies de teleósteos habituales en la práctica de la piscicultura en la península, la trucha (Oncorhynchus mykiss), un salmoniforme protacantopterigio primitivo y la dorada (Sparus aurata), un perciforme moderno, mediante análisis estadístico de la expresión genética y ontológico de las categorías funcionales descriptivas de la expresión de los transcriptomas renal, hepático y branquial. Para ello se utilizaron dos versiones de una plataforma de micromatriz de ADNc diseñada específicamente para salmónidos. Para la valoración de la respuesta defensiva en las truchas expuestas a infecciones virales y bacterianas se utilizó la plataforma de micromatriz SFM 1.0, enriquecida con genes implicados en las respuestas metabólicas e inmunitarias, empleada en análisis previos ecotoxicológicos y que aquí se validó desde el punto de vista de la eficiencia en la detección del transcriptoma inmunitario en condiciones de carga alostática patológica. Para el análisis de la respuesta de la dorada a una dieta inmunoestimulante se utilizó una variante de la misma, la plataforma SFA 2.0 enriquecida con un mayor número de genes relacionados con la respuesta inmunitaria, apoptosis y comunicación celular y cuya eficiencia en la valoración de los cambios transcriptómicos del inmunoma sometido a intrusión viral se ha validado recientemente en diversos estudios con salmónidos. En este caso la respuesta transcriptómica debida a la hibridación cruzada entre los transcritos de salmónido y dorada se analizó teniendo en cuenta el número de genes expresados diferencialmente, la intensidad de su expresión y la adscripción a categorías funcionales específicas mediante análisis ontológico. La respuesta inmunitaria temprana (24-72 horas) de truchas expuestas a lipopolisacárido bacteriano (LPS) y formas atenuadas y activas del virus IHN, responsable de la necrosis hematopoyética infecciosa, se valoró en el riñón cefálico, el principal órgano hematopoyético de los teleósteos, y la respuesta de fase aguda debida a la exposición a LPS se analizó comparativamente entre el riñón cefálico y el hígado, el órgano responsable de la síntesis de proteínas de fase aguda en situaciones de inflamación. En ambos casos se utilizó un modelo, adaptado a la experimentación con teleósteos, análogo a la peritonitis murina causada por inoculación intraperitoneal de inmunógenos, debido a la descripción precisa que del mismo se tiene en la actualidad en los mamíferos, lo que facilita el estudio comparativo de la respuesta inmunitaria en los teleósteos. El tono e intensidad de la respuesta inmunitaria en la dorada se evaluaron mediante la administración oral continuada durante cuatro semanas de una dieta inmunoestimulante enriquecida con extractos de levadura y vitaminas antioxidantes (C y E), y sus efectos se valoraron comparativamente en el riñón cefálico y las branquias, estas útlimas de reconocida diversidad funcional e interfase preeminente entre los medios interno y externo al animal.

The early immune response to several immunogens was assessed in two commercial fish species, the rainbow trout (Oncorhynchus mykiss), a primitive prothacanthopterygian salmonid and the gilthead seabream (Sparus aurata), a modern perciform, using a salmonid-specifric cDNA microarray. The statistical analysis of gene expression and functional gene ontology (GO) categories of expressed genes were carried out on the renal, branchial and hepatic transcriptomes of challenged fish. A salmonid-specific microarray platform (SFM 1.0), previously used in ecotoxicological studies and enriched with genes related with metabolic and immune responses, was used to evaluate the alostatic alterations in the immune transcriptome of infected fish. A related salmonid-specific microarray platform (SFA 2.0), previously used in studies of viral-induced immune dysfunction in salmonids, and enriched with genes related with the immune responses, apoptosis and cell communication processes, was used to evaluate the response of seabream to the administration of an immunoestimulant diet. The performance of the SFA 2.0 platform was evaluated using the number and expression levels of differentially expressed genes in parallel with the GO analysis of specific functional categories.<br/>The response of the trout to bacterial lipopolysaccharide (LPS) or active and attenuated infectious hematopoietic necrosis virus (IHNV) intraperitoneal challenge, 24 and 72 hours post-injection, was investigated in the head kidney, a major haematopoietic organ in teleosts. The acute phase response was assessed in the liver of LPS-stimulated trout, using a modified protocol of the classical murine experimental peritoneal inflammation. The intensity of the seabream immune response to repeated (four weeks) oral administration of immunostimulant diets supplemented with yeast extracts and antioxidant vitamins (C and E) was investigated in the head kidney and the branchia, a multifunctional organ and one of the most important portals of entry in fish.