PUBLICADO EN 'NATURE BIOTECHNOLOGY'
El genoma del hurón revela pistas sobre dolencias respiratorias
JANO.es · 18 noviembre 2014 00:01
Se trata del mejor modelo para el estudio de la gripe, ya que contraen la enfermedad al infectarse por las mismas cepas que infectan a los seres humanos.
Un estudio estadounidense publicado en Nature Biotechnology ha empleado el borrador de la secuencia del genoma del hurón para investigar las respuestas de las vías respiratorias y los pulmones a la gripe pandémica y la fibrosis quística.
"La secuenciación del genoma del hurón es un asunto importante", afirma Michael Katze, profesor de Microbiología de la Universidad de Washington y director del trabajo. "Cuando se secuencia un genoma, éste permite responder a una amplia gama de preguntas que antes no se podían responder. Tener el genoma cambia un campo para siempre", añade.
Se ha considerado desde hace mucho tiempo que los hurones son el mejor modelo animal para el estudio de una serie de enfermedades humanas, en particular la gripe, ya que las cepas que infectan a los seres humanos también infectan a estos animales. Estas infecciones se propagan de hurón a hurón de la misma manera que lo hacen entre humanos.
Los científicos del Instituto Broad del MIT y Harvard, dirigidos por Federica Di Palma y Jessica Alfoldi, secuenciaron y describieron el genoma de un hurón sable doméstico,Mustela putorius furo, y, junto con el grupo de Katze, observaron cómo las células de los hurones responden al reto de la gripe y la fibrosis quística. "Mediante la creación de un genoma de alta calidad y de recursos transcriptoma para el hurón, hemos demostrado cómo los estudios de organismos modelo no convencionales pueden facilitar una base sanitaria esencial para la investigación biocientífica", destaca Federica Di Palma, directora de Ciencia en Vertebrados y Salud Genómica en TGAC, el Centro de Análisis del Genoma.
En la parte del estudio sobre la gripe, el grupo de Yoshihiro Kawaoka, de la Universidad de Wisconsin-Madison, Estados Unidos, expuso a hurones a una versión reconstruida del virus que causó la pandemia de gripe mortal de 1918, la llamada gripe española, que mató a 25 millones de personas en todo el mundo, y el virus de la gripe porcina, que provocó la pandemia mundial de 2009-2010 y sigue causando la enfermedad en la actualidad.
Luego recogieron muestras de tráqueas de los animales (tráqueas en la base de la garganta y los pulmones) en el primero, tercero y octavo día de la infección para el análisis del transcriptoma. El equipo de Katze encontró que los dos virus afectaron a la tráquea y los pulmones hurón de forma diferente.
Por ejemplo, el virus de 1918, provocó una marcada respuesta transcripcional en la tráquea en el primer día de la infección, una respuesta que se mantuvo a a lo largo de ocho días. Por su parte, la cepa de 2009 desencadenó una respuesta que comenzó lentamente y creció gradualmente, alcanzando su máximo en el octavo día.
"La gripe de 1918 provocó una gran respuesta en el primer día y fue sostenida", recalca Xinxia Peng, profesor asistente de investigación en el laboratorio de Katze y especialista en biología computacional, además de autor principal del estudio. "La gripe pandémica de 2009 desencadenó una respuesta que creció gradualmente a lo largo de varios días. Tenían trayectorias muy diferentes", agrega.
Se ha considerado desde hace mucho tiempo que los hurones son el mejor modelo animal para el estudio de una serie de enfermedades humanas, en particular la gripe, ya que las cepas que infectan a los seres humanos también infectan a estos animales. Estas infecciones se propagan de hurón a hurón de la misma manera que lo hacen entre humanos.
Los científicos del Instituto Broad del MIT y Harvard, dirigidos por Federica Di Palma y Jessica Alfoldi, secuenciaron y describieron el genoma de un hurón sable doméstico,Mustela putorius furo, y, junto con el grupo de Katze, observaron cómo las células de los hurones responden al reto de la gripe y la fibrosis quística. "Mediante la creación de un genoma de alta calidad y de recursos transcriptoma para el hurón, hemos demostrado cómo los estudios de organismos modelo no convencionales pueden facilitar una base sanitaria esencial para la investigación biocientífica", destaca Federica Di Palma, directora de Ciencia en Vertebrados y Salud Genómica en TGAC, el Centro de Análisis del Genoma.
En la parte del estudio sobre la gripe, el grupo de Yoshihiro Kawaoka, de la Universidad de Wisconsin-Madison, Estados Unidos, expuso a hurones a una versión reconstruida del virus que causó la pandemia de gripe mortal de 1918, la llamada gripe española, que mató a 25 millones de personas en todo el mundo, y el virus de la gripe porcina, que provocó la pandemia mundial de 2009-2010 y sigue causando la enfermedad en la actualidad.
Luego recogieron muestras de tráqueas de los animales (tráqueas en la base de la garganta y los pulmones) en el primero, tercero y octavo día de la infección para el análisis del transcriptoma. El equipo de Katze encontró que los dos virus afectaron a la tráquea y los pulmones hurón de forma diferente.
Por ejemplo, el virus de 1918, provocó una marcada respuesta transcripcional en la tráquea en el primer día de la infección, una respuesta que se mantuvo a a lo largo de ocho días. Por su parte, la cepa de 2009 desencadenó una respuesta que comenzó lentamente y creció gradualmente, alcanzando su máximo en el octavo día.
"La gripe de 1918 provocó una gran respuesta en el primer día y fue sostenida", recalca Xinxia Peng, profesor asistente de investigación en el laboratorio de Katze y especialista en biología computacional, además de autor principal del estudio. "La gripe pandémica de 2009 desencadenó una respuesta que creció gradualmente a lo largo de varios días. Tenían trayectorias muy diferentes", agrega.
Respuesta en la tráquea
Sin embargo, en el pulmón, la transcripción de genes desencadenada por ambos virus era aproximadamente la misma, pero diferente de la observada en la tráquea. "Esta comparación revela que la respuesta del huésped a estos dos virus se diferencia principalmente en la tráquea y puede explicar el curso de la infección", resume Peng.
Para entender mejor la fibrosis quística, el grupo de John Engelhardt en la Universidad de Iowa, Estados Unidos, diseñó mediante ingeniería genética un hurón sin el gen para una proteína de membrana llamado regulador de conductancia transmembrana de la fibrosis quística (CFTR, por sus siglas en inglés).
En el modelo de fibrosis quística, el análisis del transcriptoma del gen de los hurones carentes de este gen reveló que los cambios en la expresión de genes se pueden ver en el primer día de vida y aumentar significativamente en los siguientes 15 días.
"Encontramos que hay cambios de transcripción desde el primer día, desde el comienzo del proceso, y muchos de los cambios son muy similares a los observados en los humanos --apunta Peng--. Los resultados sugieren que algunos de los procesos de la enfermedad responsables del daño pulmonar observado en la fibrosis quística comienzan muy temprano en la vida".
Katze sugiere que las respuestas del transcriptoma vistas tanto en los estudios de la gripe como en las investigaciones de la fibrosis quística se asemejan de cerca de las que se observan en los seres humanos. Los hallazgos sugieren que los modelos de hurones no sólo ayudarán a los científicos a entender estas dos enfermedades sino también un conjunto más amplio de patologías, incluyendo trastornos del corazón y la diabetes.
Sin embargo, en el pulmón, la transcripción de genes desencadenada por ambos virus era aproximadamente la misma, pero diferente de la observada en la tráquea. "Esta comparación revela que la respuesta del huésped a estos dos virus se diferencia principalmente en la tráquea y puede explicar el curso de la infección", resume Peng.
Para entender mejor la fibrosis quística, el grupo de John Engelhardt en la Universidad de Iowa, Estados Unidos, diseñó mediante ingeniería genética un hurón sin el gen para una proteína de membrana llamado regulador de conductancia transmembrana de la fibrosis quística (CFTR, por sus siglas en inglés).
En el modelo de fibrosis quística, el análisis del transcriptoma del gen de los hurones carentes de este gen reveló que los cambios en la expresión de genes se pueden ver en el primer día de vida y aumentar significativamente en los siguientes 15 días.
"Encontramos que hay cambios de transcripción desde el primer día, desde el comienzo del proceso, y muchos de los cambios son muy similares a los observados en los humanos --apunta Peng--. Los resultados sugieren que algunos de los procesos de la enfermedad responsables del daño pulmonar observado en la fibrosis quística comienzan muy temprano en la vida".
Katze sugiere que las respuestas del transcriptoma vistas tanto en los estudios de la gripe como en las investigaciones de la fibrosis quística se asemejan de cerca de las que se observan en los seres humanos. Los hallazgos sugieren que los modelos de hurones no sólo ayudarán a los científicos a entender estas dos enfermedades sino también un conjunto más amplio de patologías, incluyendo trastornos del corazón y la diabetes.
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