Meta-análisis transcriptómico de hospederos infectados con Wolbachia pipientis, para su aplicación en control de enfermedades arbovirales

Abstract

Por su capacidad para bloquear infecciones virales en mosquitos y diseminarse a través de sus poblaciones mediante manipulaciones reproductivas, la bacteria intracelular Wolbachia pipientis se está usando para el control de enfermedades arbovirales. A pesar de los alentadores resultados, preocupa que los fenotipos útiles de los sistemas Wolbachia-hospedero artificialmente establecidos (transfectados) se pierdan luego de un proceso de coevolución. El estudio de las infecciones nativas ayudaría a predecir rasgos de los sistemas transfectados en el futuro y así prever problemas que amenacen la sostenibilidad de las intervenciones. Distintos estudios RNA-Seq se han dedicado a develar los mecanismos subyacentes en dichas asociaciones, mediante la identificación y caracterización funcional de genes hospederos diferencialmente expresados (D.E.) por efecto de Wolbachia. Los resultados han sido muy diversos, despertando un interés por distinguir efectos comunes que, sin embargo, no se ha materializado en estudios dedicados. El objetivo de este trabajo fue identificar funciones comúnmente afectadas por infecciones Wolbachia nativas en hospederos Diptera. Para esto se obtuvieron 16 listas de genes D.E. por infección nativa en Aedes fluviatilis, Drosophila melanogaster y Drosophila paulistorum; se caracterizaron las listas mediante análisis de enriquecimiento de términos GO; y se identificaron términos enriquecidos en múltiples listas. Las funciones moleculares glicosil hidrolasa/transferasa, unión/hidrólisis de quitina, unión a iones de calcio, serina- y metalopeptidasa, y monooxigenasa (principalmente aquella ejercida por citocromos P450) fueron afectadas en los tres sistemas nativos. Evidencia de la afectación de las mismas funciones en sistemas transfectados fue hallada en bibliografía. Comparando el sentido de las regulaciones (sobre- o subregulación) se observaron indicios de adaptación de los efectos en actividad quitinasa y peptidasa, motivando su monitoreo en el tiempo. También, la consistencia entre funciones afectadas en sistemas nativos y transfectados derivó en hipótesis sobre aspectos universales de Wolbachia implicados. Por ejemplo, se postuló que la afectación de la quitina podría originarse en la necesidad de Wolbachia hacia su monómero constituyente, cuya síntesis podría no ser posible para la bacteria. Vinculando los efectos asociados a quitina con pérdidas de resistencia a la desecación en huevos de A. aegypti-wMel, se propuso que el estudio de esta interacción es prioritaria. Adicionalmente, se buscaron genes implicados en las alteraciones funcionales comunes, destacando fmo-1 y regucalcin, que fueron D.E. en los tres sistemas nativos y en algunos sistemas transfectados, proveyendo blancos para la investigación futura. La obtención directa de algunas listas D.E. desde publicaciones (sin análisis RNA-Seq propio) y el uso de parámetros relajados en el análisis de enriquecimiento funcional se consideraron aspectos subóptimos pero necesarios de la metodología. En total, se concluyó el logro de los objetivos y se sostuvo la utilidad del trabajo en cuanto permitió proponer fundadamente direcciones de investigación que hasta ahora han sido desatendidas y podrían ser críticas para el éxito de las estrategias de control basadas en Wolbachia.