Análisis filogenéticos de las interleuquinas en cocodrilianos

CORDERO GIL, TRINIDAD DE LOS ÁNGELES; SIROSKI,PABLO; AMAVET, PATRICIA; MOLEÓN, SOLEDAD

Esperanza

Jornada; IX Jornada de Difusión de la Investigación y Extensión de la Facultad de Ciencias Veterinarias; 2021

En los últimos años, se han identificado y caracterizado un número notable de citoquinas en vertebrados ectotérmicos (Gardner, 2018; Zimmerman, 2020), pero aún es escaso el conocimiento acerca de su función y su modo de evolución. La evolución de los genes que codifican el espectro actual de citoquinas involucró múltiples duplicaciones de un conjunto más pequeño de genes, seguidas de la divergencia de las secuencias y de su función. Las citoquinas son conocidas como unos de los genes que han evolucionado rápidamente; y son componentes cruciales de las respuestas inmunes tanto adaptativas como innatas en los vertebrados (Kaiser, 2004). Con el objetivo de establecer el marco temporal evolutivo de algunas citoquinas en distintas especies de cocodrilianos, se estimaron los tiempos de divergencia (tiempo hasta el ancestro común más reciente, TMRCA) a partir de secuencias genéticas. Las secuencias de las citoquinas IL,6, IL10, IL12  , IL15, IL22 y TNF-  de Alligator mississippiensis, Alligator sinensis, Crocodilus porosus, Gavialis gangeticus y Gallus gallus (esta última utilizada como outgroup), fueron descargadas de la base de datos GenBank del NCBI (www.ncbi.nlm.nih.gov). Las secuencias de las mismas citoquinas en Caiman latirostris y Caiman yacare fueron obtenidas a partir de la plataforma CoGe (Comparative Genomics, https://genomevolution.org/coge/). Posteriormente, se llevó a cabo un análisis filogenético, que inició con el uso del software DNASP 5.10 para determinar la diversidad de haplotipos existente en las secuencias analizadas; también se determinó el modelo de sustitución de nucleótidos que mejor se ajusta al lote de datos utilizando JModelTest 2.1.7. El análisis se realizó utilizando el modelo Yule Process o Constant Size como prior para la elaboración del árbol y un reloj estricto o una datación relajada no correlacionada, dependiendo del lote de datos analizado, empleando BEAST 1.8.2. La calibración de los tiempos de divergencia se realizó tomando como dato de referencia la divergencia entre aves y cocodrilianos, datada en aproximadamente240 millones de años (MA) (Zhan y col. 2014). Basándonos en esta referencia, estimamos el TMRCA utilizando una distribución normal con una media de 240 MA con una desviación estándar de 15,0 MA. La convergencia y la estacionalidad de los datos se evaluaron con Tracer v.1.6. A continuación, se descartó el 10% de las generaciones como burn-in y se resumió la distribución posterior utilizando un árbol de consenso de regla mayoritaria y probabilidades posteriores para cada nodo con los árboles restantes. Los cladogramas se visualizaron utilizando el programa FigTree v.1.4.4. De esta forma, se obtuvo que las citoquinas IL6, IL10 y IL22 en cocodrilianos se diversificaron en un tiempo reciente, entre 30-50 MA. Contrariamente, las citoquinas 12, IL15 y TNF- divergieron en un rango de 170-220 MA. Además, en los fragmentos alineados de la IL12 se detectó una variación en el residuo aminoacídico 55 correspondiente a cisteína en todas las especies de cocodrilianos evaluadas, siendo: ácido aspártico en A. mississippiensis, C. latirostris y C. yacare; leucina en G. gangeticus y C. porosus y, prolina en A. sinensis. En todos los árboles obtenidos las citoquinas de las especies de cocodrilianos pertenecientes a la familia Alligatoridae (A. mississippiensis, A. sinensis, C. latirostris, C. yacare) se diversificaron más tarde en comparación al resto de las especies mencionadas. Los resultados de los análisis filogenéticos coinciden con datos obtenidos por Wolk y col. (2010) y Siupka y col. (2014), quienes demostraron que la IL 22 deriva de la familia de la IL10 y esto puede tener relación con que los tiempos de divergencia de estas dos proteínas resultaron cercanos. Del mismo modo, el tiempo de divergencia encontrado por otros autores entre especies de cocodrilianos es consistente con los datos aquí reportados, ya que según la estimación de Timetree (Hedges y col, 2006) la divergencia de TNF-  en anfibios y cocodrilos pudo haber ocurrido aproximadamente 351.8 MA . En relación a la IL 12, la ausencia de los residuos de cisteínas conservados en los humanos y en pollos (Kaiser, 2004) pueden ser interpretadoscomo una variación en cocodrilianos que puede otorgarles características únicas con respecto a la actividad proinflamatoria y frente a enfermedades (Kaiser, 2004). Futuras investigaciones serán necesarias para esclarecer los tiempos evolutivos de otras citoquinas en cocodrilianos. El estudio de este tópico es interesante y novedoso considerando que la lenta tasa evolutiva de este grupo de animales puede aportar información valiosa acerca del estado ancestral de las citoquinas.