La necrosis pancreática infecciosa (IPN) es una de las enfermedades virales más importantes en el cultivo del salmón Atlántico. Los brotes debidos a esta enfermedad pueden provocar pérdidas económicas importantes y afectar negativamente al bienestar animal. Sin embargo, la cría de peces genéticamente resistentes a IPN ha sido una de las historias más exitosas en la historia de la acuicultura. Se ha demostrado que los peces con variaciones genéticas específicas en un solo gen pueden ser muy resistentes a este virus. Los esfuerzos de mejoramiento para aumentar la frecuencia de estas variaciones genéticas han dado como resultado una reducción sustancial en el número de brotes de IPN. No obstante, la situación ha evolucionado, presentándose la identificación de nuevos aislados de IPN capaces de causar mortalidad incluso en peces genéticamente resistentes.
La Necrosis Pancreática Infecciosa (IPN): Características y Control
La Necrosis Pancreática Infecciosa (IPN), también conocida como IPNv, es una enfermedad viral que impacta significativamente la acuicultura, afectando tanto al salmón atlántico como a la trucha arcoíris. Se manifiesta principalmente en etapas tempranas de alevines, con mortalidades que pueden oscilar entre el 30% y el 80% poco después de la eclosión en agua dulce. Posteriormente, en etapa post-smolt, los peces pueden ser susceptibles poco después de la transferencia al agua de mar, con mortalidades que suelen situarse entre el 5% y el 30%.
Este virus es icosaédrico, sin envoltura, con un tamaño promedio de 65 nm. Una de sus principales características es su gran resistencia a condiciones físico-químicas: se mantiene estable a valores de pH cercanos a 3, soporta un amplio rango de salinidades (0 a 40 ppt) y temperaturas (resiste hasta 60°C durante 30 minutos, siendo capaz de replicarse entre 4° y 27,5 °C). Además, los peces sobrevivientes a la infección se convierten en portadores asintomáticos de por vida, diseminando el virus a través de sus heces y/o gametos. Otra característica del IPNv es su variada virulencia, reportándose diferencias incluso en cepas de un mismo tipo.
A lo largo de los años, se han implementado diversas estrategias para controlar efectivamente la enfermedad. Estas incluyen el uso de vacunas, mejoras en las prácticas de cultivo y de bioseguridad. Sin embargo, un factor crucial para el salmón del Atlántico ha sido la selección de peces genéticamente resistentes al virus.
Clasificación del Virus IPN
La clasificación de las cepas del virus IPN se aborda mediante dos enfoques: uno basado en las características serológicas y otro en la variabilidad genotípica.
- Enfoque Serológico: Describe los serogrupos A y B. Dentro del serogrupo A existen nueve serotipos, mientras que en el serogrupo B hay solo un serotipo.
- Enfoque Genotípico: Clasifica las distintas cepas en siete genotipos (G1 a G7).
El Rol del QTL en la Resistencia Genética del Salmón del Atlántico
Una innovación tecnológica relevante que ha controlado eficazmente la IPN en el salmón del Atlántico ha sido la generación de poblaciones genéticamente resistentes al virus, superando con creces la contribución de la vacuna. Esto se logró específicamente hacia el serotipo Sp.
¿Qué es un QTL?
El término QTL, que significa Quantitative Trait Loci (locus de rasgo cuantitativo), se refiere al sitio en el genoma que determina la variación de un rasgo cuantitativo en el fenotipo de una población. En otras palabras, son segmentos de uno o más genes que, al estar presentes, determinan la aparición de una característica en los individuos.
Investigadores como Houston et al. (2008) y Moen et al. (2009) identificaron un QTL presente en el cromosoma 26, el cual explica el 83% de la variación genética en la resistencia a IPN en Salmón del Atlántico.
Mecanismo de Acción y Herencia del QTL
Cuando se utilizan ovas que poseen el QTL IPN, se entiende que estos productos son el resultado de la cruza de hembras y machos portadores de este marcador. Para que los peces sean resistentes al IPN, deben ser portadores de al menos un alelo que determine la resistencia, ya que esta característica es de carácter dominante. Los alelos pueden ser resistente (R o Q) o susceptible (S o q).
De esta forma, al generarse las cruzas, las combinaciones posibles que determinan la resistencia o susceptibilidad son:
- RR o QQ: Muy resistente (Homocigoto dominante).
- RS o Qq, qQ: Resistencia alta a media (Heterocigoto dominante).
- SS o qq: No resistente (Homocigoto recesivo).
Diversos ensayos han confirmado que la presencia del QTL para IPN ha determinado una reducción significativa en el impacto de esta enfermedad en la producción de Salmón del Atlántico.
Funcionamiento Celular del QTL
El mecanismo de acción exacto del QTL no está totalmente claro, aunque se ha asociado con la capacidad de los individuos resistentes de inhibir la unión de una proteína llamada Cadherina epitelial 1 (cdh1), la cual estaría involucrada en el mecanismo de entrada del virus a las células. Se ha observado que, si bien en ambos genotipos (resistentes y susceptibles) existe replicación viral, la producción de interferones y la reacción inflamatoria son diferenciadas. Aunque ambos experimentan esta reacción, en los susceptibles es significativamente mayor, no controlada e inefectiva, generando un daño orgánico importante. Los peces que poseen este QTL, entonces, desencadenan estos mecanismos de defensa para protegerse de los efectos de IPN en el organismo.
Empresas como Hendrix Genetics han utilizado por muchos años la selección de individuos para generar cruzas entre machos y hembras que permiten la presencia de este QTL en la población de peces en una proporción que asegure la resistencia de este grupo frente a la presencia de la enfermedad.
En el salmón del Atlántico, existe una gran variación en la resistencia genética a la enfermedad, y ya en 2009 AquaGen utilizó marcadores genéticos en el trabajo de reproducción. Según lo descrito en la página web de AquaGen Noruega, los resultados mostraron que la protección contra la variante del virus tradicional aún brinda más del 95% de supervivencia en el salmón AquaGen durante el período de exposición. En Chile, durante los últimos 2 años la cepa AquaGen ha registrado sólo 2 casos demostrados de IPN con altas cargas virales, con mortalidades acumuladas menores al 0,5%.
Desafíos Recientes: La Emergencia de Variantes del Virus IPN que Rompen la Resistencia
A pesar del éxito de la resistencia genética, el virus de la IPN ha demostrado ser más “inteligente” de lo que se pensaba, reportándose brotes asociados a mortalidades desde 2021, incluso en peces con QTL. Esto se ha asociado a la aparición de nuevas variantes genéticas o mutaciones del virus.
Al secuenciar todo el genoma de un nuevo aislado de IPN que puede causar mortalidad incluso en peces genéticamente resistentes, se describieron mutaciones únicas. Se sugiere que estas variaciones genéticas podrían ser vitales para ayudar al virus a escapar del sistema inmunológico del huésped de manera más eficiente.
Investigaciones realizadas por ADL y el Norwegian Veterinary Institute (NVI), a raíz de brotes de IPN en poblaciones de salmón del Atlántico genéticamente resistentes en Chile (fines de 2021 y 2022), revelaron la existencia de mutaciones espontáneas que afectan algunos residuos aminoacídicos de la proteína VP2 en aislados recientes.
La Proteína VP2 y su Rol en la Virulencia
Un componente viral ampliamente estudiado en este ámbito es la proteína VP2, una proteína estructural de la cápside viral que contiene los principales sitios antigénicos, la especificidad celular de unión a células del hospedero y algunos determinantes de virulencia. Diversos estudios han identificado que diferencias en las secuencias aminoacídicas de VP2 actúan como determinantes de virulencia, destacando particularmente los cambios en las posiciones 217, 221 y 247.
La identificación de mutaciones en VP2 es de gran relevancia, ya que podrían explicar la reciente adaptación del virus en salmones genéticamente resistentes. Una variante específica, descubierta tras un brote que presentó un 10% de mortalidad, reveló 10 aminoácidos exclusivos. Nueve de estos sitios están dentro del VP2 y uno en el VP4, y posiblemente explicarían la superación de la resistencia QTL y las mortalidades asociadas.
Si bien no es posible establecer con certeza que los cambios detectados a nivel de secuencia sean los únicos responsables, este hecho pone en evidencia la gran capacidad de adaptación del virus y la posibilidad de generar variantes genéticas con nuevas características. Estas podrían ser más virulentas, afectar un rango más amplio de hospederos y presentar mayor resistencia a condiciones ambientales, entre otros.
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Resistencia a IPN en Trucha Arcoíris
En la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss), estudios han demostrado que la descendencia de ciertas cepas posee resistencia genética a IPN después de un brote espontáneo. Las posibilidades de mejorar esta resistencia dependen de las correlaciones genéticas con otros rasgos de interés económico, como la tasa de crecimiento.
Un trabajo reciente titulado "Resistance against infectious pancreatic necrosis exhibits significant genetic variation and is not genetically correlated with harvest weight in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)" (La resistencia contra la necrosis pancreática infecciosa presenta una variación genética significativa y no está correlacionada genéticamente con el peso de la cosecha en trucha arco iris) tuvo como objetivo estimar el nivel de heredabilidad genética para la resistencia contra el virus IPN y su correlación genética con el peso de cosecha (HW).
Los resultados obtenidos indicaron que la heredabilidad, tanto para la resistencia a IPN como para el HW, es moderadamente alta y, crucialmente, no existe una correlación genética significativa entre ellos. Esto demuestra que la selección genética para la resistencia a IPN no influirá negativamente en el peso corporal al momento de la cosecha, y viceversa, permitiendo el mejoramiento simultáneo de ambos rasgos.
Vigilancia y Perspectivas Futuras
Para mantener protegida a la industria de esta importante enfermedad, se hace necesaria una vigilancia epidemiológica molecular rigurosa y continua sobre los diferentes genotipos del virus IPN. El objetivo es estudiar si potenciales mutaciones podrían ser responsables de quiebres en la resistencia genética al virus, las cuales necesariamente deben ser comprobadas en peces mediante ensayos de desafío en ambiente controlado.