La era ?ómica? en especies no modelo. Análisis transcriptómico para la búsqueda de biomarcadores

CESCHIN, DANILO GUILLERMO

Buenos Aires

Conferencia; Jornada Científica 160° Aniversario ? Nuevas estrategias en ecotoxicología y toxicogenómica: Aportes teóricos y experimentales de la Bioquímica; 2016

Academia Nacional de Farmacia y Bioquímica.

El emergente campo transdisciplinar de la Toxicogenómica tiene como objetivo la combinación de enfoques a gran escala para estudiar las respuestas de los organismos frente a un tóxico a nivel del genoma, transcriptoma y por transición al proteoma y metaboloma, entre otros. Esta visión global de la expresión de genes y de proteínas causada por la exposición a tóxicos y la acumulación de ciertos metabolitos, contribuyen a la identificación de componentes celulares, vías de señalización, mecanismos noveles de acción y de respuesta en un organismo o sistema de estudio. Partiendo del estudio a nivel ómico, es posible identificar y profundizar exhaustivamente efectos bioquímicos y metabólicos más relevantes utilizando herramientas ?clásicas?. La evaluación del impacto de agroquímicos y otros tóxicos ambientales generados por la acción antrópica requiere la inclusión de estudios de efectos sobre especies autóctonas. Es sabido que existen respuestas bioquímicas y moleculares que se manifiestan en rangos de concentración de un tóxico muy por debajo de aquellos que provocan alteraciones fisiológicas y efectos letales. Determinar cuáles son los mecanismos de acción y respuesta puede constituirse en biomarcadores sensibles y tempranos de la exposición a tóxicos. Sin embargo, el biomonitoreo mediante especies autóctonas demuestra ser una tarea ardua ante la falta de conocimiento de sus genomas y del desarrollo de herramientas de análisis tales como anticuerpos específicos que reaccionen en estas especies. Nuestra experiencia en el estudio de biomarcadores de ecotoxicidad de plaguicidas y metales tóxicos en el desarrollo del sapo sudamericano Rhinella arenarum, abunda en ejemplos sobre las dificultades crecientes a la hora de encontrar anticuerpos para enzimas, factores de transcripción y proteínas involucradas en vías de señalización, o para diseñar sondas utilizadas en diferentes técnicas (hibridización in situ, northen blot, RT-qPCR). Sin desmérito de ello, el abordaje desde el estudio transcriptómico nos ha permitido recientemente contar en un tiempo sensiblemente menor con un enorme conjunto de información sobre la expresión diferencial frente a la exposición a distintos plaguicidas organofosforados. Si bien nos resta realizar gran parte de análisis bioinformático, podemos ya determinar que existen patrones específicos para cada tóxico en función del tiempo de exposición y anotar algunos genes particularmente sensibles de forma preliminar, a través de la comparación con genomas y transcriptomas conocidos en especies modelo. Entre nuestros objetivos inmediatos actuales, estamos contrastando resultados obtenidos por el abordaje clásico con los datos de transcriptómica, y determinando nuevos potenciales biomarcadores en cuanto a su identificación, anotación y validación por métodos clásicos. También esperamos ampliar nuestros estudios de transcriptómica con otros contaminantes como metales tóxicos e hidrocarburos, y comparar las respuestas en dos regiones geográficas diferentes.Desde esta perspectiva, pretendemos a futuro encarar estudios a nivel transcriptómico en otras especies nativas de la región del Comahue. En un proyecto más ambicioso y de mayor escala, queremos presentar SEMBrAr (SecuenciaciónMasiva de la Biota Autóctona). SEMBrAr está pensado como un consorcio multidisciplinario con el doble propósito de formar investigadores en el área de la toxicogenómica y bioinformática, y de obtener secuencias de referencia (genoma/transcriptoma) para especies no modelo de la biota autóctona que luego serán compartidas con la comunidad científica. Concisamente, los datos individuales obtenidos comparados con los accesibles en diversos repositorios para datos a gran escala permitirán incrementar significativamente la comprensión de mecanismos moleculares que subyacen a los procesos fisiopatológicos de la exposición a contaminantes.