Generación, Selección y Purificación Biotecnológica de Péptidos Antimicrobianos Quiméricos para el Control Amigable de Enfermedades Asociadas al Sector Productivo y Agrícola Chileno

Objetivo general

Generación biotecnológica de péptidos quiméricos a partir de péptidos antimicrobianos de moluscos marinos. Como asimismo a la caracterización, purificación y evaluación del efecto de péptidos quiméricos sobre patógenos asociados a recursos productivos acuícola y agrícola chileno.

Objetivos específicos

DNA shuffling o recombinación genética inducida entre bloques de secuencias codificadoras de genes asociados a defensinas de una sola especie de molusco marino. DNA shuffling entre bloques de secuencias codificadoras de genes asociados a defensinas de diferentes especies de moluscos marinos.Caracterización de las secuencias por DGGE y secuenciación. Clonamiento y expresión de los péptidos quiméricos en un sistema modelo. Purificación y caracterización de los péptidos quiméricos por cromatografía en fase reversa por PHCL. Caracterización de los péptidos purificados en IEFy 2DPAG; Comparación evaluativa in vitro del efecto y actividad específica del péptido quimérico sobre bacterias, hongos y virus asociados a patogenias de interés acuícola y agrícolEvaluación in vitro de la eventual toxicidad de péptidos quiméricos seleccionados.

Resultados

Las enfermedades causadas por bacterias, hongos y virus son factores limitantes en la optimización económico-social de los cultivos marinos y agrícolas de impacto en la alimentación humana. La estrategia más ampliamente utilizada para contrarrestar estos factores, tanto en los países desarrollados como en los países productores en vías de desarrollo, ha sido la aplicación incremental de antibióticos y/o pesticidas. Entre las desventajas que se pueden presentar al utilizar antibióticos y/o pesticidas en el control de estas enfermedades, está el que se induzcan resistencias no deseadas ni esperadas en bacterias y hongos para el caso de los antibióticos, y el que se contaminen tierras agrícolas, aguas de riego o aguas de cultivos para el caso de los pesticidas. Debido a estos problemas, diferentes grupos de investigación del mundo se han abocado a buscar alternativas que permitan disminuir estos efectos negativos, logrando especies resistentes a enfermedades o bien seleccionando moléculas que puedan ser usadas de modo más amigable con el ser humano y con su entorno. En este sentido se han logrando grandes avances al redescubrir moléculas naturales con efectos antimicrobianos, que han sido obtenidas desde diferentes organismos animales y vegetales. La mayoría de estas moléculas corresponden a péptidos de naturaleza catiónica, de bajo peso molecular y normalmente enriquecidos en residuos de cisteína y prolina. un ejemplo de lo anterior son las defensinas, familia de péptidos que causan la inhibición del crecimiento de un amplio rango de hongos, sin causar efectos tóxicos en plantas y mamíferos. Por otra parte, como resultado del desarrollo tecnológico logrado en diversos campos del saber, donde se destaca el avance de la bioinformática, se han podido establecer homologías estructurales y funcionales entre estas moléculas individualmente descritas. De esta manera, ha sido posible potenciar un campo de acción biotecnológico en el que se ha innovado al utilizar organismos locales para la búsqueda de moléculas con actividad antimicrobiana patentables, que pueden ser utilizadas en su entorno nativo o modificadas genéticamente a partir de elementos descritos en organismos foráneos, para poder enfrentar adecuadamente epizootias y/o para la mejora de especies de interés comercial y nacional. Fue en este contexto que la Pontificia universidad Católica de Valparaíso propuso realizar un proyecto de innovación en el que se generaran, seleccionaran y purificaran biotecnológicamente péptidos antimicrobianos quiméricos, para el control amigable de enfermedades asociadas al sector productivo y agrícola chileno. Estos compuestos corresponden a péptidos nativos y sus quimeras, extraídos de la hemolinfa de Mytilus chilensis, que es un bivalvo chileno de gran abundancia y muy resistente a enfermedades.