Sola Fraca, Diego
Badiola Díez, Juan José (dir.) ; Acín Tresaco, Cristina (dir.)
Universidad de Zaragoza,
2024
Resumen: El prion, agente causal de las EET, es una proteína anómala (PrPSc) que se forma mediante la conversión conformacional de una glicoproteína de superficie celular (PrPC) presente en el hospedador de forma natural. Las encefalopatías espongiformes transmisibles (EET) tuvieron gran importancia en los años 80 en el Reino Unido con la asociación de la encefalopatía espongiforme bovina (EEB) en el ganado bovino y la variante de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (vECJ) en el ser humano debido al consumo de carne de vacuno contaminada con la proteína priónica. La cabra es la única especie de pequeños rumiantes en la que se han diagnosticado dos casos naturales de encefalopatía espongiforme bovina (EEB), lo que sugiere un riesgo muy elevado para la salud humana que podría reducirse mediante la selección genética de animales resistentes. La presencia de lisina en el codón 222 parece tener un efecto protector tras la infección oral y prolonga el periodo de incubación contra el scrapie y la EEB bovina, pero no tiene un efecto potente contra la EEB caprina tras la exposición intracerebral. Debido a esto, en el estudio número 1 de esta tesis, se presenta un artículo en el que se evalúa la infectividad de tejidos y fluidos caprinos (con diferentes genotipos en el codón 222) que resultaron negativos por técnicas de diagnóstico convencionales, inoculados intracerebralmente con EEB caprina y EEB bovina mediante bioensayo en ratón. Así se ha podido determinar el riesgo de exposición del ser humano a la EEB a través del consumo de productos cárnicos y lácteos caprinos potencialmente contaminados.
Los tejidos y fluidos elegidos fueron el obex, el músculo semitendinoso, músculo tríceps braquial, hígado, sangre entera, leucocitos, leche en crema, suero de la leche y células de la leche. Para evaluar la susceptibilidad humana, se inoculó una línea de ratones transgénicos que expresaban el alelo metionina (M) de la PrP humana en el codón 129 (Tg340). Los ratones inoculados con obex caprinos resultaron positivos por inmunohistoquímica (IHC) y western blot (WB), el resto de ratones inoculados con los tejidos y fluidos que eran negativos por técnicas convencionales resultaron también negativos. Los ratones inoculados con aislados de EEB bovina y caprina derivados del obex mostraron características neuropatológicas similares a las obtenidas tras la transmisión de la vECJ en ratones que expresaban la PrP humana. Los inóculos de obex de EEB caprina muestran una mayor capacidad de transmisión a ratones Tg340 que los inóculos de obex de EEB bovina. En relación al genotipo, los inóculos de obex de EEB caprina procedentes de cabras homocigotas glutamina (G) en el codón 222 muestran mayores tasas de ataque en ratones Tg340. Mediante la técnica de la Amplificación cíclica de la proteína mal plegada (PMCA) sólo unos pocos ratones inoculados con tejidos negativos de cabras infectadas con EEB caprina mostraron amplificación. Éstos fueron el músculo semitendinoso, el músculo tríceps braquial, el hígado y la sangre total. En cuanto al genotipo de las cabras, se ha observado que la presencia de glutamina en el codón 222 implica una gran distribución periférica del prion, ya que se detecta amplificación en ratones inoculados con músculo, hígado y sangre total. Por lo tanto, la continuación de los programas de selección genética para el alelo K222 en cabras es de gran importancia.
Otro de los principales focos de las investigaciones actuales es la resistencia a las enfermedades priónicas ya que existen tres grupos de animales a los que se les ha considerado históricamente como resistentes a las EET, se trata de los cánidos, los lepóridos y los équidos. La mayoría de las enfermedades priónicas y, por tanto, su susceptibilidad y patogénesis, están moduladas principalmente por el gen PRNP. Las mutaciones en el gen PRNP pueden alterar la secuencia de aminoácidos de la PrPC, dando lugar a un cambio en la eficacia de la transmisión dependiendo del lugar donde se produzca. Por ello, en el estudio número 2 se han identificado polimorfismos en el gen PRNP en la especie equina tratando de explicar su alta resistencia frente a las EET. Se han analizado 207 caballos de 20 razas diferentes, descubriendo 3 nuevos polimorfismos nuevos hasta la fecha, uno sinónimo (237T>C) y dos no sinónimos (5T>G, 544G>A). Utilizando programas informáticos como PolyPhen-2, PROVEAN y PANTHER se ha determinado el impacto que estos nuevos polimorfismos tendrían sobre la proteína priónica del caballo. Además, se ha medido la propensión a la agregación amiloide utilizando el software AMYCO y analizado la falta de puentes de hidrógeno que supondrían estos cambios junto con sus potenciales electrostáticos utilizando el software Swiss-PdbViewer mostrando que una mayor propensión amiloide podría deberse a cambios a nivel de potenciales electrostáticos.
Recientemente en el año 2016, la enfermedad crónica caquectizante (ECC) adquirió gran importancia a nivel europeo debido a la primera detección de la enfermedad, en un reno salvaje (Rangifer tarandus) en Noruega. La posterior vigilancia intensiva iniciada en cérvidos, dio lugar a la detección de ECC en alces (Alces alces), con 11 casos en Noruega, 3 en Finlandia y 4 en Suecia. En el estudio número 3 se han caracterizado mediante inmunohistoquímica (IHC) 7 alces noruegos, 4 alces suecos y 2 finlandeses aplicando un panel de anticuerpos monoclonales (mAbs). Estos casos difieren considerablemente de los casos norteamericanos de ECC, ya que se produjeron en animales de más de 10 años, y la proteína priónica patológica (PrPSc) era detectable en el cerebro, pero no en los tejidos linfoides. Los distintos tipos de depósitos de PrPSc encontrados entre los alces demuestran fuertes variaciones entre los casos, lo que apoya la teoría de que estos casos podrían ser portadores de múltiples cepas de caquexia crónica.
Uno de los principales objetivos de los estudios sobre las EET es intentar establecer un diagnóstico precoz, ya que los signos clínicos no aparecen hasta que el daño en el sistema nervioso central está muy avanzado, lo que impide cualquier abordaje terapéutico. El estudio número 4 es la primera descripción de las alteraciones del sueño causadas por el scrapie en ovinos. Las alteraciones del sueño en ovejas afectadas por scrapie preclínico y clínico se evaluaron mediante polisomnografía en comparación con controles sanos. La polisomnografía se trata de una técnica innovadora y no invasiva que permite investigar en profundidad el ciclo sueño/vigilia. Como resultados iniciales, se ha observado una disminución del tiempo total de sueño a medida que avanza la enfermedad. También se muestra un aumento de la fragmentación del sueño en los animales enfermos en comparación con los animales preclínicos y de control. Además, las ovejas con scrapie clínico muestran una pérdida total de sueño REM y alteraciones en el sueño NREM en comparación con las ovejas de control, demostrando un sueño más superficial.
Estos cuatro estudios han conseguido cumplir los objetivos propuestos al inicio de la tesis, incrementando el conocimiento tanto de la transmisión, patogenia, factores genéticos y diagnóstico en las diferentes encefalopatías espongiformes transmisibles.
Resumen (otro idioma):
Los tejidos y fluidos elegidos fueron el obex, el músculo semitendinoso, músculo tríceps braquial, hígado, sangre entera, leucocitos, leche en crema, suero de la leche y células de la leche. Para evaluar la susceptibilidad humana, se inoculó una línea de ratones transgénicos que expresaban el alelo metionina (M) de la PrP humana en el codón 129 (Tg340). Los ratones inoculados con obex caprinos resultaron positivos por inmunohistoquímica (IHC) y western blot (WB), el resto de ratones inoculados con los tejidos y fluidos que eran negativos por técnicas convencionales resultaron también negativos. Los ratones inoculados con aislados de EEB bovina y caprina derivados del obex mostraron características neuropatológicas similares a las obtenidas tras la transmisión de la vECJ en ratones que expresaban la PrP humana. Los inóculos de obex de EEB caprina muestran una mayor capacidad de transmisión a ratones Tg340 que los inóculos de obex de EEB bovina. En relación al genotipo, los inóculos de obex de EEB caprina procedentes de cabras homocigotas glutamina (G) en el codón 222 muestran mayores tasas de ataque en ratones Tg340. Mediante la técnica de la Amplificación cíclica de la proteína mal plegada (PMCA) sólo unos pocos ratones inoculados con tejidos negativos de cabras infectadas con EEB caprina mostraron amplificación. Éstos fueron el músculo semitendinoso, el músculo tríceps braquial, el hígado y la sangre total. En cuanto al genotipo de las cabras, se ha observado que la presencia de glutamina en el codón 222 implica una gran distribución periférica del prion, ya que se detecta amplificación en ratones inoculados con músculo, hígado y sangre total. Por lo tanto, la continuación de los programas de selección genética para el alelo K222 en cabras es de gran importancia.
Otro de los principales focos de las investigaciones actuales es la resistencia a las enfermedades priónicas ya que existen tres grupos de animales a los que se les ha considerado históricamente como resistentes a las EET, se trata de los cánidos, los lepóridos y los équidos. La mayoría de las enfermedades priónicas y, por tanto, su susceptibilidad y patogénesis, están moduladas principalmente por el gen PRNP. Las mutaciones en el gen PRNP pueden alterar la secuencia de aminoácidos de la PrPC, dando lugar a un cambio en la eficacia de la transmisión dependiendo del lugar donde se produzca. Por ello, en el estudio número 2 se han identificado polimorfismos en el gen PRNP en la especie equina tratando de explicar su alta resistencia frente a las EET. Se han analizado 207 caballos de 20 razas diferentes, descubriendo 3 nuevos polimorfismos nuevos hasta la fecha, uno sinónimo (237T>C) y dos no sinónimos (5T>G, 544G>A). Utilizando programas informáticos como PolyPhen-2, PROVEAN y PANTHER se ha determinado el impacto que estos nuevos polimorfismos tendrían sobre la proteína priónica del caballo. Además, se ha medido la propensión a la agregación amiloide utilizando el software AMYCO y analizado la falta de puentes de hidrógeno que supondrían estos cambios junto con sus potenciales electrostáticos utilizando el software Swiss-PdbViewer mostrando que una mayor propensión amiloide podría deberse a cambios a nivel de potenciales electrostáticos.
Recientemente en el año 2016, la enfermedad crónica caquectizante (ECC) adquirió gran importancia a nivel europeo debido a la primera detección de la enfermedad, en un reno salvaje (Rangifer tarandus) en Noruega. La posterior vigilancia intensiva iniciada en cérvidos, dio lugar a la detección de ECC en alces (Alces alces), con 11 casos en Noruega, 3 en Finlandia y 4 en Suecia. En el estudio número 3 se han caracterizado mediante inmunohistoquímica (IHC) 7 alces noruegos, 4 alces suecos y 2 finlandeses aplicando un panel de anticuerpos monoclonales (mAbs). Estos casos difieren considerablemente de los casos norteamericanos de ECC, ya que se produjeron en animales de más de 10 años, y la proteína priónica patológica (PrPSc) era detectable en el cerebro, pero no en los tejidos linfoides. Los distintos tipos de depósitos de PrPSc encontrados entre los alces demuestran fuertes variaciones entre los casos, lo que apoya la teoría de que estos casos podrían ser portadores de múltiples cepas de caquexia crónica.
Uno de los principales objetivos de los estudios sobre las EET es intentar establecer un diagnóstico precoz, ya que los signos clínicos no aparecen hasta que el daño en el sistema nervioso central está muy avanzado, lo que impide cualquier abordaje terapéutico. El estudio número 4 es la primera descripción de las alteraciones del sueño causadas por el scrapie en ovinos. Las alteraciones del sueño en ovejas afectadas por scrapie preclínico y clínico se evaluaron mediante polisomnografía en comparación con controles sanos. La polisomnografía se trata de una técnica innovadora y no invasiva que permite investigar en profundidad el ciclo sueño/vigilia. Como resultados iniciales, se ha observado una disminución del tiempo total de sueño a medida que avanza la enfermedad. También se muestra un aumento de la fragmentación del sueño en los animales enfermos en comparación con los animales preclínicos y de control. Además, las ovejas con scrapie clínico muestran una pérdida total de sueño REM y alteraciones en el sueño NREM en comparación con las ovejas de control, demostrando un sueño más superficial.
Estos cuatro estudios han conseguido cumplir los objetivos propuestos al inicio de la tesis, incrementando el conocimiento tanto de la transmisión, patogenia, factores genéticos y diagnóstico en las diferentes encefalopatías espongiformes transmisibles.
Resumen (otro idioma):
Pal. clave: neurociencias ; ciencias veterinarias
Titulación: Programa de Doctorado en Medicina y Sanidad Animal
Plan(es): Plan 498
Área de conocimiento: Ciencias de la Salud
Nota: Presentado: 22 03 2024
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, , 2024
-
Enlace permanente:
Visitas y descargas
Registro creado el 2024-06-21, última modificación el 2024-06-21
