Caracterización de secretagogos de la hormona de crecimiento como potenciales moléculas estimuladoras del crecimiento y el sistema inmune en salmónidos

Objetivo general

Caracterizar el efecto biológico en salmónidos de agonistas del receptor de secretagogo de la GH de Salmo salar seleccionados in silico sobre el crecimiento, la sobrevida, el sistema inmune innato y adquirido, el apetito y la composición de ácidos grasos.

Objetivos específicos

- Realizar simulación de dinámica molecular acelerada (aMD) de moléculas seleccionadas desde cribado virtual contra el receptor GHSR-LR1 de Salmo salar. Descripcion: El requerimiento de flexibilidad e incorporación de solvente se hace indispensable a la hora de evaluar interacciones proteína-ligando, donde las contribuciones a nivel de cambios conformacionales y rotacionales aportan mayor información de la estabilidad de los complejos en solución. Es por esto que la aproximación basada en mecánica clásica de simulaciones moleculares es una herramienta de alta utilidad en este aspecto. Sin embargo, ciertos fenómenos (transiciones hélice-lazo, asociación-disociación de complejos) no son explorables en la escala de nanosegundos, por lo que se requieren tiempos de simulación muy largos (micro a milisegundos) o utilizar estrategias para mejorar el muestreo conformacionales en tiempos de cómputo razonables. Una de las técnicas que permite aumentar la exploración de la superficie de energía libre del sistema en evaluación es la dinámica molecular acelerada. Esta metodología incorpora potenciales de sesgo a la función de energía potencial del sistema, permitiendo que las visitas a mínimos locales sólo sea momentánea al reducir barreras energéticas y favoreciendo la exploración conformacional del espacio de fases. Esta estrategia permitiría evaluar el comportamiento de las moléculas seleccionadas frente al receptor GHSR en un sistema de membrana lipídica solvatada, identificar poses representativas del ligando e interacciones preferentes con el receptor en función del tiempo. - Determinar los niveles de expresión y secreción de GH e IGF-I inducidos por los agonistas del GHSR-LR1 in vitro e in vivo. Descripcion: Uno de los principales efectos biológicos de los agonistas sintéticos del receptor de secretagogo de la GH es la estimulación de la secreción de GH a partir de glándula pituitaria. La acción fundamental de la GH en el hígado es inducir la liberación de IGF-I, que estimula el crecimiento y diferenciación de los tejidos y la proliferación de los condrocitos dando lugar al crecimiento óseo [110,111]. Además, el IGF-I interviene en el crecimiento muscular, estimulando la proliferación y diferenciación de los mioblastos. Tomando en consideración estos elementos diseñamos como primer ensayo la evaluación de las moléculas sobre la expresión y secreción de GH e IGF-I. Primeramente, será necesario expresar de manera recombinante y purificar la GH y el IGF-I de Salmo salar. Esto nos permitirá generar anticuerpos policlonales contra estas moléculas, lo cual nos servirá de herramienta para determinar los niveles de secreción de estas moléculas en cultivos primarios de pituitaria y en el suero de peces tratados con los agonistas mediabte un ensayo de ELISA. A partir de estos ensayos se escogerán los agonistas que aumenten los niveles de GH e IGF-I para los posteriores experimentos. - Evaluar la actividad biológica in vivo de los agonistas del GHSR-LR1 en salmónidos. Descripcion: La actividad biológica de los agonistas no peptídicos se evaluará in vivo en salmónidos utilizando tres vías de administración, inyección, inmersión y administración oral. En cada vía de administración se evaluarán diferentes dosis de los agonistas y su efecto sobre el crecimiento, el sistema inmune y las defensas antioxidantes. Además se evaluará el efecto de los agonistas del GHSR-LR1 sobre el consumo de alimentos. La vía de inyección intraperitoneal permitirá realizar la prueba de concepto inicial, sin embargo, esta vía no es factible para ser aplicada en condiciones de campo por el estrés que genera la manipulación de los peces y porque cosume una gran cantidad de tiempo y trabajo. Las vías de inmersión y admisnitración oral son factibles para ser utilizados en la acuicultura ya que generan menos estrés en los peces al no requerir la manipulación individual de los mismos. La inmersión es un método conveniente para aplicar tratamientos en larvas y alevines que crecen en volúmenes relativamente pequeños de agua. Por otro lado, la administración oral es el método más factible y puede ser aplicado a cualquier estadio de desarrollo del pez y cualquier etapa del ciclo productivo. Este objetivo nos permitirá determinar las dosis y las vías de administración efectivas de los agonistas para generar el efecto biológico deseado - Evaluar el efecto de los agonistas del GHSR-LR1 sobre la expresión de citoquinas y moléculas del sistema inmune en células SHK-1. Descripción: El GHS-R se expresa junto con el receptor de la hormona del crecimiento (GHR) en las células del sistema inmunitario de los mamíferos y los peces, lo que sugiere una relación entre los ligandos para estos receptores y el sistema inmunológico [103]. Nosotros como trabajo previo, demostramos por primera vez que la grelina, ligando natural del receptor, modula la expresión de citoquinas relacionadas con el sistema inmune innato y adaptativo en la línea celular de salmón SHK-1. Para una mejor caracterización de la actividad biológica de los agonistas no peptídicos se evaluará su efecto sobre la expresión de citoquinas y moléculas relacionadas con el sistema inmune innato y adaptativo. Estos nos permitirá predecir el efecto que tendrán estas moléculas en la resistencia a patógenos de alto impacto en la salmonicultura - Evaluar el efecto de la administración oral del mejor agonista no peptídico del GHSR-LR1 formulado en el alimento y administrado a alevines de Salmo salar. Descripción: El proyecto culminará con el desarrollo de una formulación oral prototipo que tenga como principio activo el agonista no peptídico con mejores resultados en cuanto a actividad biológica. Dada la naturaleza lipofílica de este compuesto se formulará en aceite de pescado y se incluirá en la dieta de salmones. Dicho alimento funcional se evaluará en cuanto a su efecto estimulador del crecimientro y el sistema inmune en salmones. Se evalurá también el efecto de dicha dieta sobre la composición de ácidos grasos del músculo y el hígado lo cual es una medida de la calidad nutricional del salmón

Descripción

Clasificaciones

Código: ID19I10100

Base fuente: Base Nacional de Proyectos

290229000

199974000

90255000

Fecha inicio: 01/12/2019

Fecha término: 30/05/2022

911

30

2.5

Tipo instrumento: Proyecto (PYT)

Año: 2019

Ejecutor: Universidad de Concepción

Coordinador principal: Acosta Alba, Jannel

Coordinador alterno: Sanchéz Ramos, Oliberto

Asociado(s): Salmones Antártica S.A.

Región(es): Bío Bío

Temas: Sanidad animal

Sector-Subsector-Rubro: Acuícola / Peces / Peces de agua de mar

Especie(s): Salmón

Estado: Finiquitado

Fuente de financiamiento: ANID (ex CONICYT) / FONDEF

Otra Información de Interés: