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Identificación de genes y proteínas tejido-específicas inducidos por Alquernat Inmuplus

Identificación de genes y proteínas tejido-específicas inducidos por Alquernat Inmuplus

Objetivo

Este ensayo tiene como objetivo evaluar el efecto de los pronutrientes inmunoestimulantes naturales, Alquernat Inmuplus, sobre la expresión de genes específicos relacionados con el sistema inmune en un cultivo in vitro de macrófagos alveolares porcinos.

Metodología

El procedimiento para la caracterización de las proteínas tejido-específicas que aumentan su expresión gracias a los pronutrientes inmunoestimulantes naturales se basa en las siguientes etapas:

  • Obtención de dos cultivos celulares de macrófagos alveolares: uno control (sin tratamiento) y otro tratado con el inmunoestimulante natural.
  • Aislamiento del ARN total de los macrófagos tratados y de los no tratados (muestra control).
  • Construcción de una biblioteca transcriptómica completa y secuenciación del RNA.
  • Análisis bioinformático: análisis de la expresión diferencial entre el cultivo tratado y no tratado (tanto en incremento como en descenso de RNA), mostrado a través de un volcano plot y un heat map (Imágenes 1 y 2).
  • Revisión bibliográfica: búsqueda en bases de datos de la función biológica de los genes diferencialmente expresados, con el fin de determinar la base molecular del efecto beneficioso del inmunoestimulante natural sobre los macrófagos.

Imagen 1. Volcano plot – Comparación entre la expresión génica del control y del inmunoestimulante natural.

El Volcano es un diagrama de dispersión de -log10(p) (en el eje vertical) en función de M (en el eje horizontal). Los genes que se expresan diferente (diferencia estadísticamente significativa) y, por tanto, con “fold change“, tenderán a encontrarse en los extremos derecho e izquierdo superiores del gráfico.

Imagen 2. Heat map – Comparación entre la expresión génica del control y del inmunoestimulante natural.

En el caso del heat map, las muestras se agrupan en muestras control (derecha) y muestras tratadas (izquierda), y la diferencia de expresión se muestra a través de un código de colores.

Resultados

El análisis revela que el tratamiento de macrófagos alveolares con un inmunoestimulante natural rico en pronutrientes provoca la inducción de los siguientes grupos de genes:

  • Genes implicados en la producción de citokinas, quimiokinas e interferones

Inducción de un ligando de quimiocinas implicado en la formación y función del tejido linfoide a nivel de las mucosas y el reclutamiento de células T helper y reguladoras. Expresión de la peptidasa MASP2 relacionada con el complemento y la eliminación de patógenos a través de estas cascadas bioquímicas del sistema inmune innato. Expresión aumentada de la proteína reguladora ZBTB32 que participa en la formación de un núcleo expansivo de células NK que combaten infecciones virales.

  • Genes implicados en el ciclo celular

Sobreexpresión de genes involucrados en el ciclo celular; genes pro-apoptóticos y supresores de tumor. La fagocitosis de patógenos por parte de células pro-apotóticas consigue una reducción significativa en la carga viral o bacteriana. Además, una vez lisados, estos macrófagos son una fuente esencial de antígenos que pueden estimular a las células T-específicas.

  • Genes relacionados con la formación de fagosomas y la infiltración de macrófagos

Estas estructuras participan en la adhesión y degradación de matrices extracelulares, y son esenciales para la infiltración o extravasado de macrófagos y células dendríticas.

  • Genes que participan en la señalización celular

Inducción de la expresión de reguladores globales de transcripción y GPCRs (G protein-coupled receptors). Estos reguladores y receptores responden a una variedad de estímulos extracelulares y, finalmente, dan origen a las respuestas celulares específicas. Este tipo de señalización es esencial en macrófagos para procesos clave como la diferenciación/polarización, eliminación de patógenos o activación/resolución de la respuesta inflamatoria.

Además, existen diferentes genes cuya expresión se encuentra reprimida en presencia de los pronutrientes inmunoestimulantes naturales, como:

  • Un gen que inhibe (y por tanto, menor expresión de este gen tendría efecto inductor) la señalización mediada por la unión de antígenos a células T y B.
  • El gen que codifica para el receptor FLVCR2, cuya sobreexpresión se correlaciona con una elevada carga viral de PRRSV, y de seis transportadores relacionados con el metabolismo del calcio. Análisis transcriptómicos previamente publicados mostraron una expresión diferencial clara de múltiples genes implicados en la homeostasis del calcio intracelular en cerdos infectados con cepas altamente patogénicas de PRRSV.
Conclusiones

Como conclusiones del estudio de la expresión génica de macrófagos alveolares porcinos tratados un inmunoestimulante natural, podemos decir que, los pronutrientes inmunoestimulantes naturales:

  1. Inducen la expresión de genes relacionados con la fisiología del sistema inmune específico e inespecífico.
  2. Estimulan la actividad y capacidad de respuesta frente a patógenos tanto microbianos como virales en macrófagos alveolares porcinos.
  3. Aumentan la respuesta inmune innata y promueven la quimiotaxis, la infiltración de los macrófagos en el intestino y la presentación de antígenos.
  4. Modifican la expresión de genes para mejorar la resistencia a la infección por cepas altamente patogénicas del virus PRRS.

Todo ello se refleja, a nivel productivo, en un mejor estado general del animal, una mejor respuesta a la vacunación y un descenso del porcentaje de mortalidad en la explotación.

Este inmunoestimulante natural ha sido desarrollado y fabricado por Biovet S.A. y se comercializa bajo el nombre de Alquernat Inmuplus.

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