Identificación de marcadores genéticos de células linfocitarias para mejorar la robustez y resistencia a enfermedades en cerdos

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María Ballester

Programa de Genética y Mejora Animal, IRTA-Torre Marimon
María Ballester

Raquel Quintanilla

Programa de Genética y Mejora Animal, IRTA-Torre Marimon
Raquel Quintanilla
El contexto actual de industrialización y globalización de la producción porcina, con el movimiento de animales y productos de origen animal, facilita la aparición y propagación de patógenos endémicos y emergentes que causan importantes pérdidas económicas en el sector. Estos factores, unidos al desarrollo de las resistencias antimicrobianas y la necesidad de desarrollar sistemas de producción más sostenibles, hacen necesario reorientar los actuales esquemas de selección genética para incorporar nuevos caracteres como los relacionados con la robustez y resiliencia animal.

En este escenario, los caracteres de inmunidad se consideran parámetros relevantes para medir la inmunocompetencia (capacidad de producir una respuesta inmunitaria normal), de los animales1.

INMUNOCOMPETENCIA Y FACTORES DE INMUNIDAD

Los caracteres de inmunidad pueden dividirse en los dos componentes principales del sistema inmunitario:

  • Inmunidad innata o natural
  • Inmunidad adquirida o adaptativa

  INMUNIDAD INNATA  

La inmunidad innata está compuesta por elementos no específicos y constituye la primera línea de defensa del organismo.

Reconoce una amplia gama de patógenos a través de un conjunto restringido de receptores de reconocimiento de patrones conocidos como PRRs que se unen a moléculas PAMPs (patrones moleculares asociados a patógenos) expresadas por el patógeno.

ALGUNAS DE ESTAS CÉLULAS, COMO LAS CÉLULAS T γδ, PUEDEN FUNCIONAR DE PUENTE ENTRE LA INMUNIDAD INNATA Y ADAPTATIVA

CÉLULAS T γ δ

Las células T γδ constituyen una alta proporción de linfocitos en la sangre periférica porcina y tienen el potencial de combinar respuestas innatas y adaptativas gracias a la expresión de sus receptores TCR o genes WC1 que pueden tener una función híbrida.
  • Un mayor reclutamiento de células T γδ cuando los animales se vacunan a una edad temprana parece correlacionarse con una mayor eficacia vacunal (revisado en2).
  • Dentro de la población de células T γδ existen subpoblaciones que se distinguen por la expresión de sus genes WC1 y correlacionan con la capacidad de responder a patógenos particulares2, lo que hace de estas células un fenotipo interesante a ser estudiado a nivel genético.

  INMUNIDAD ADAPTATIVA  

A diferencia de las células del sistema inmunitario innato, las células del sistema inmunitario adaptativo (células B y T) pueden proporcionar memoria inmunológica tras una respuesta inicial mediada por múltiples receptores específicos de antígenos que están presentes en patógenos.

El sistema inmunitario tiene un alto grado de variación interindividual que está controlado por factores genéticos y ambientales. No obstante, las células inmunitarias, sobre todo las adaptativas, están muy determinadas por la genética del organismo.

Estudios genéticos han estimado heredabilidades moderadas-altas para distintos tipos celulares del sistema innato (ej. células NK y T γδ) y adaptativo (ej. linfocitos T CD4+, linfocitos T CD8+ y linfocitos B) en cerdos en diferentes condiciones, lo que sugiere que estos caracteres podrían seleccionarse y obtener un progreso genético.

EN BUSCA DEL SANTO GRIAL DE LA ROBUSTEZ Y RESISTENCIA GENÉTICA A ENFERMEDADES

En un estudio previo de nuestro grupo, resultado del proyecto IMMUPIGEN (AGL2016-75432-R), se estudió la arquitectura genética de un total de 30 caracteres relacionados con la salud animal en 432 animales de una línea comercial Duroc de la empresa Selección Batallé que comprendían:

  • Fenotipos de inmunidad
  • Fenotipos hematológicos
  • Fenotipos de estrés
Los principales resultados mostraron que muchos de estos caracteres estaban determinados a nivel genético y que por tanto existe la posibilidad de seleccionar genéticamente los fenotipos de inmunidad para obtener poblaciones porcinas más robustas y resistentes a enfermedades3.

DETERMINACIÓN GENÉTICA DE FENOTIPOS CELULARES DE INMUNIDAD INNATA Y ADAPTATIVA

Teniendo en cuenta el papel relevante que juegan los linfocitos en el control de numerosos patógenos porcinos, en el presente artículo mostraremos los resultados obtenidos sobre la determinación genética de fenotipos celulares de inmunidad innata y adaptativa, incluyendo las células T γδ debido a su doble papel en ambas inmunidades.

Para ello, se aislaron las células mononucleares de sangre periférica (PBMCs) de un total de 391 animales sanos (machos y hembras) de 8 semanas de vida del proyecto IMMUPIGEN.

  INMUNOFENOTIPADO  

El inmunofenotipado se realizó utilizando diferentes anticuerpos para marcar diferentes subpoblaciones de linfocitos, cuantificándose mediante citometría las siguientes subpoblaciones celulares (Figura 1):

LINFOCITOS B (CD21+)

Participan en la inmunidad humoral y se encargan de producir los anticuerpos.

CÉLULAS NK (CD3- CD21- CD8+)

Forman parte del sistema inmunitario innato y actúan destruyendo las células infectadas.

LINFOCITOS T (CD3+)

Participan en la inmunidad mediada por células (inmunidad celular) e incluyen:

  • Linfocitos T citotóxicos o CTL (CD3+ CD4- CD8+): reconocen y destruyen las células infectadas por patógenos.
  • Linfocitos T cooperadores o T helper (CD3+ CD4+ CD8-): estimulan la activación de los linfocitos B para producir anticuerpos y activan otras células mediante la secreción de citoquinas.
  • Linfocitos T de memoria (memory T-helper) (CD3+ CD4+ CD8+): responden de forma rápida a un antígeno tras una exposición previa.
  • Linfocitos T naive (CD3+ CD4- CD8-): responden a nuevos patógenos con los que el organismo no ha tenido contacto previo.

PARA EL MARCAJE DE LAS CÉLULAS T γδ SE UTILIZÓ




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