Investigadores de la Universidad de Concepción diseñaron mediante herramientas bioinformáticas una candidata a vacuna contra la enfermedad bacteriana del riñón (BKD), uno de los desafíos sanitarios que afectan a los salmónidos. El trabajo incorporó información de dos cepas chilenas de Renibacterium salmoninarum y propone una proteína diseñada para estimular distintos componentes de la respuesta inmune del salmón Atlántico.
La investigación fue desarrollada por Cristóbal Morales, Vicente Arriagada, Erick Bonilla, Bruno Prina, Esteban Godoy, Benjamín Molina-Chávez, Emilio Gutierrez, Victor Roa, Leonardo A. Gómez y Ángel A. Oñate, del Laboratorio de Inmunología Molecular del Departamento de Microbiología de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Concepción, junto a Alberto Osorio, del Simes Educational Center, en Santiago. El estudio fue publicado el 25 de septiembre en Frontiers in Bioinformatics.
La propuesta apunta a R. salmoninarum, bacteria responsable de BKD y capaz de permanecer dentro de células del sistema inmune, una característica que dificulta su eliminación y ha limitado el desempeño de estrategias tradicionales de control. Los autores señalan que hasta ahora no existe una vacuna comercial que haya demostrado una protección consistente y duradera frente a esta bacteria bajo condiciones de campo.
Una candidata diseñada a partir de información genética
Para construir la propuesta, el equipo analizó proteínas de tres cepas de R. salmoninarum: una cepa de referencia y las cepas chilenas DJ2R y H2.
Mediante una serie de filtros computacionales, los investigadores buscaron proteínas conservadas entre las tres bacterias, asociadas a factores relevantes para el patógeno y con características que las hicieran interesantes como posibles blancos de una respuesta inmune. El proceso redujo miles de proteínas iniciales hasta seleccionar 15 candidatas para las etapas posteriores del diseño. fbinf-6-1899416
A partir de ellas se identificaron pequeños fragmentos capaces, según las predicciones, de ser reconocidos por distintos componentes del sistema inmune. El diseño final, denominado RS-MEVC, reúne 15 de estos fragmentos en una única proteína: cinco orientados a respuestas de anticuerpos y diez vinculados con mecanismos celulares de defensa. fbinf-6-1899416
La inclusión de información proveniente de cepas aisladas en Chile busca aumentar la pertinencia del diseño para las condiciones locales de producción.
Otro elemento particular fue la exclusión deliberada de p57, una de las proteínas más estudiadas de R. salmoninarum. Los autores optaron por no incorporarla debido a antecedentes sobre su capacidad de modular la respuesta inmune del pez y priorizaron otros blancos que podrían resultar más adecuados para inducir protección.
Una estrategia pensada para activar distintas defensas
El diseño incorpora además fragmentos derivados de flagelina, una proteína bacteriana utilizada en este caso como estimulante molecular de la respuesta inmune.
Los análisis computacionales predijeron que la proteína diseñada podría interactuar de manera estable con TLR5, un receptor del salmón Atlántico encargado de reconocer señales bacterianas y activar mecanismos iniciales de defensa. Las simulaciones también mostraron una estructura estable y características consideradas favorables para continuar su desarrollo. fbinf-6-1899416
El objetivo de esta estrategia es especialmente relevante para BKD porque R. salmoninarum puede sobrevivir dentro de células del hospedador. Por ello, los investigadores buscaron un diseño capaz de favorecer no solo la producción de anticuerpos, sino también respuestas celulares que puedan ser importantes frente a este tipo de infección.
El siguiente paso será llevar el diseño al laboratorio
Por ahora, RS-MEVC existe únicamente como una candidata desarrollada y evaluada computacionalmente. Todavía no ha sido producida como proteína ni administrada a salmones, por lo que su capacidad de generar inmunidad o proteger frente a BKD no ha sido demostrada.
Los autores proponen como siguiente etapa producir la proteína recombinante y evaluar inicialmente si activa las respuestas esperadas en células de salmón. Posteriormente serían necesarios ensayos de vacunación y desafío con R. salmoninarum para determinar su seguridad, respuesta inmune y capacidad real de protección.
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