Análisis Comparativo de Duplicaciones Genómicas Asociadas a Resistencia Farmacológica en Poblaciones del Sur de Chile del Piojo de Mar Caligus Rogercresseyi.

Abstract

Actualmente el primer productor mundial de salmón es Noruega y en segundo lugar se encuentra Chile. A comienzos de la década del 2000, en Chile, se generan alrededor de 1000 millones de dólares anuales de ganancia, durante los últimos años se ha escalado a cerca de 4600 millones de dólares anuales. Sin embargo, la industria del salmón no ha estado exenta de problemáticas, como por ejemplo la presencia de enfermedades bacterianas, virales, parasitarias y micóticas. Dentro de las enfermedades parasitarias, la más importante es la caligidosis, ocasionada por el ectoparásito marino Caligus rogercresseyi. Esta enfermedad consiste en la presencia de estos ectoparásitos, también llamados piojos de mar, adheridos a la piel de peces hospedero, ocasionando estrés, daño en la piel, inmunosupresión y potenciales brotes de enfermedades secundarias, entre otras condiciones perjudiciales para el bienestar de peces. El control del piojo de mar en centros de cultivo de salmones se basa principalmente en la aplicación de productos farmacológicos antiparasitarios, sin embargo, se ha observado pérdida de eficacia en los medicamentos, y evidencias de desarrollo de resistencia farmacológica por parte de C. rogercresseyi. Sin embargo, los mecanismos moleculares detrás de la resistencia farmacológica no están completamente descritos en esta especie. El objetivo de este trabajo es encontrar duplicaciones genómicas que se asocian a la resistencia farmacológica y de esta manera dilucidar potenciales mecanismos asociados a respuesta a fármacos en C. rogercresseyi. Para llevar a cabo este estudio, se realizó extracción de DNA de ejemplares de piojo de mar provenientes de los barrios 2, 3A, 9A, 28B y 59 con los cuales se generaron bases de datos utilizando tecnología Nanopore. A los datos de la biblioteca Nanopore se les realizó remoción de adaptadores para recortar determinadas regiones y mejorar la calidad de los datos combinándolos con tecnología Illumina. Posteriormente se realizó un mapeo de los datos y se extrajo una secuencia de consenso para cada barrio, en las cuales se identificaron CNVs de genes asociados a resistencia farmacológica. Finalmente se realizaron nuevas extracciones de DNA para 8 ejemplares de C. rogercresseyi para los barrios mencionados con la finalidad de validar los datos obtenidos in silico. Para la validación, las muestras de DNA se sometieron a la técnica qPCR para identificar duplicaciones genómicas. Los resultados de este trabajo, entregan importante información respecto a las duplicaciones genómicas en los diferentes barrios, por ejemplo, que las duplicaciones para el gen citocromo c oxidasa están presentes en todos los barrios, teniendo una importante presencia en el barrio 9A, donde las duplicaciones de este gen equivalen a 45 veces más que las duplicaciones en el barrio 2. Con este estudio, se puede dilucidar los mecanismos de resistencia farmacológica presentes en los barrios estudiados, realizar una estimación del mecanismo predominante, evaluar la sensibilidad comparativa entre los 5 barrios estudiados y permite plantear futuros estudios para aportar información genómica relevante para el control de este parásito.

Currently the world’s leading producer of salmon is Norway and in second place is Chile. At the beginning of the 2000s, in Chile around 1 billion dollars of profit are generated annually, during the last years it has climbed to about 4.6 billion dollars per year. However, the salmon industry has not been without its problems such as the presence of bacterial, viral, parasitic and fungal diseases. Among the parasitic diseases, the most important is caligidosis caused by the marine ectoparasite Caligus rogercresseyi. This disease consists of the presence of these ectoparasites, also called sea lice, attached to the skin of host fish causing stress, skin damage. Immunosuppression and potential outbreaks of secondary diseases among other conditions harmful to fish welfare. The control of sea lice in salmon farming centers it is mainly based on the application of antiparasitic pharmacological products however, there has been a loss of efficacy in drugs, and evidence of the development of drug resistance by C. rogercresseyi. However, the molecular mechanisms behind drug resistance are not fully described in this species. The objective of this work is to find genomic duplications that are associated with drug resistance and in this way enhance in terms of molecular research of this species. To carry out this study, DNA extraction was, performed from sea lice specimens from neighborhoods 2, 3A, 9A, 28B and 59 with which databases were generated using Nanopore technology. Data from de Nanopore library was removed from adapters crop certain regions and improve data quality by combining it with Illumina technology. Subsequently a mapping of the data is carried out and a consensus sequence is extracted for each neighborhoods in wich CNVs of genes associated with drug resistance are identified. Finally, new DNA extractions are carried out for 8 specimens of C. rogercresseyi for the aforementioned neighborhoods in order to validate the data obtained in silico. For validation, DNA samples are subjected to the qPCR technique to identify genomic duplications. The results of this work provide important information regarding genomic duplications in different neighborhoods for example, that duplications for the cytochrome c oxidase gene are present in all neighborhoods, having an important presence in neighborhood 9A, where duplications of this gene are equivalent to 45 times more than duplications in the neighborhood 2. With this study it is possible to identify the mechanisms of pharmacological resistance present in the neighborhoods studied, estimate the predominant mechanism, evaluate the comparative sensitivity between the 5 neighborhoods studied and allows future studies to be proposed to provide relevant genomic information for the control of this parasite.