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Los microRNAs regulan la respuesta inmunológica e inflamatoria en vacas de la raza Holstein infectadas de manera natural con Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP)

Los microRNAs (miRNAs) son pequeños RNAs de entre 18 a 25 nucleótidos de longitud que regulan la expresión de genes codificantes de proteínas mediante unión complementaria imperfecta a su RNA mensajero (mRNA). Este tipo de unión produce una disminución de la expresión de dichos genes. Los miRNAs tienden a asociarse a proteínas y/o viajan en el interior de vesículas extracelulares lo que hace que sean más resistentes a la degradación que otros RNAs o proteínas, por lo que es factible detectar su presencia en muestras de plasma y/o suero con gran sensibilidad. Los primeros estudios que demostraron expresión de miRNAs en tejidos bovinos se realizaron en 2007. Desde entonces, se han identificado más de 793 miRNAs codificados en los 30 cromosomas bovinos. Estos miRNAs constituyen aproximadamente el 25 % de los 3825 RNAs no codificantes predichos en el genoma de Bos taurus. Estudios previos han demostrado que ciertos miRNAs están diferencialmente expresados en vacas de la raza Hosltein infectadas experimentalmente con MAP en comparación con animales controles sin infectar. Sin embargo, no se tienen datos de animales infectados con MAP en condiciones naturales.

Por todo ello, en un estudio realizado recientemente por el Departamento de Sanidad Animal de NEIKER en colaboración con el Departamento de Sanidad Animal del SERIDA y la Unidad Genómica del Parque Científico de Madrid, se secuenciaron mediante la tecnología de RNA-Seq los miRNAs de muestras de sangre periférica y de válvula ileocecal (ICV) de vacas frisonas infectadas con MAP en condiciones naturales y con lesiones histopatológicas de distinta gravedad, focales (N= 4) y difusas (N= 5). De la media de 35,8 millones de lecturas obtenidas por cada librería, 31.92 y 15.51 millones de lecturas mapearon en miRNAs conocidos mientras que el resto de las lecturas correspondían a long-non coding RNAs (lncRNA), transfer RNAs (tRNAs), pequeños RNAs nucleares (snRNAs), pequeños RNAs nucleolares (snoRNAs), ribosomal RNAs (rRNAs) y RNAs sin asignar. Se compararon los perfiles de los miRNAs de vacas con lesiones focales y difusas versus (vs) sin lesión y de vacas con lesiones focales vs difusas para identificar miRNAs expresados diferencialmente en cada comparación. Se identificaron 8 miRNAs expresados diferencialmente en las muestras de sangre de vacas con lesiones difusas vs controles, tres de ellos (miR19a, miR-144, y miR32) también infraexpresados en la comparación de vacas con lesiones difusas vs focales. En las muestras de ICV se identificaron un total de 4, 5 y 18 miRNAs expresados diferencialmente en vacas con lesiones focales vs controles, con lesiones difusas vs controles y con lesiones difusas vs focales. Ninguno de los miRNAs identificados apareció diferencialmente expresado en los dos tipos de muestra (sangre e ICV), por lo que los resultados indican que el perfil de miRNAs es específico de tejido. La expresión diferencial de cinco de los miRNAs identificados en el estudio (miRNA-19a, miR-144, miR-2425-3p, miR-139, miR-101) se confirmó experimentalmente mediante RT-qPCR. Empleando diversos algoritmos y bases de datos se identificaron los mRNAs dianas de cada uno de los miRNAs diferencialmente expresados. A partir de los genes diana identificados se llevó a cabo un análisis funcional para identificar rutas metabólicas y procesos biológicos en los que estos miRNAs podrían estar implicados. Este análisis reveló un enriquecimiento de la ruta de la RNA polimerasa y de la MAP Kinasa en las muestras de IVC en las comparaciones de vacas con lesiones focales vs controles y difusas vs focales, respectivamente.

En resumen, los resultados demuestran que mediante la modulación de la expresión de miRNAs se modifica la expresión génica y las respuestas innatas e inflamatorias del hospedador en distintos momentos de la infección por MAP. Los miRNAs identificados en el presente estudio podrían ser utilizados como biomarcadores para el desarrollo de nuevos métodos diagnósticos, así como para el desarrollo de herramientas terapéuticas dirigidas al control de la PTB bovina. Podéis consultar el estudio en más detalle en el link.

Este estudio ha sido desarrollado en el marco de los proyectos MARKPARA (RTA2014-00009), PARACON (RTI2018-094192), y PARARESILIENCIA (PID2021-122197OR) financiados por el INIA, el Ministerio de Ciencia e Innovación (AEI/10.13039/501100011033) y fondos europeos regionales (FEDER, “una manera de hacer Europa). Durante su periodo formativo, Gerard Badia-Bringué es beneficiario de un contrato predoctoral para Joven Personal Investigador en Formación financiado por MCIN/AEI/10.13039/501100011033 y “FSE Invierte en tu futuro”; PRE2019-090562.

Si estáis interesados en más información sobre la regulación génica medida por miRNAs y su contribución a enfermedades podéis consultar este artículo de divulgación en The Conversation; así como los videos incluidos.

Imagen: Kajsa Mollersen/Wikimedia Commons, CC BY-SA 

 

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