Asociación entre niveles altos de interferón-? en respuesta a la tuberculina aviar y bovina en plasmas estimulados de toros y la genética del huésped
Gerard Badia Bringué1, Arrate Prado-López1, José Antonio Jiménez2, Marta Alonso-Hearn1
(1)-NEIKER – Instituto Vasco de Investigación y Desarrollo Agrario, Departamento de Ciencia Animal (2)-CONAFE – Confederación de Asociaciones de Frisona Española
Mycobacterium bovis (Mb) y Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP) son patógenos intracelulares responsables de la tuberculosis (TB) bovina y la paratuberculosis (PTB) bovina, respectivamente. Ambas enfermedades provocan importantes pérdidas económicas a nivel mundial en la industria ganadera. En las fases tempranas de la infección por ambos patógenos, los linfocitos Th1 producen interferón gamma (IFNÉ£), que participa en la activación y el reclutamiento de nuevos macrófagos hacia el sitio de la infección
La selección genética orientada a identificar animales menos susceptibles a estas enfermedades se ha propuesto como una estrategia complementaria para su control. Sin embargo, los fenotipos individuales basados en la producción de IFNÉ£ no se han incorporado aún en programas de selección bovina. Además, los estudios de asociación de genoma completo (genome-wide association study, GWAS) de estos caracteres en toros son escasos, a pesar de su elevado valor genético, dado que un solo toro puede generar cientos o miles de descendientes mediante inseminación artificial. Asimismo, pueden existir diferencias en la respuesta inmunitaria asociadas al sexo.
El objetivo de este estudio fue identificar las regiones genómicas asociadas a la producción de IFNÉ£ tras la estimulación con derivado proteico purificado bovino (PPDb) o aviar (PPDa) en 109 toros frisones, Limousin y Pardo Alpino. El ADN aislado a partir de muestras de sangre periférica se genotipó con el EuroG MD BeadChip de Illumina, y los genotipos se imputaron a genoma completo utilizando una población de referencia compuesta por 1842 toros del Run8 del proyecto “1000 bull genome”.
Con los datos de la cuantificación de IFNÉ£ de muestras estimuladas con aPPD y bPPD y los genotipos de los animales se realizó un estudio de asociación genética a genoma completo (genome-wide assoiation study; GWAS) empleando el software GCTA v1.93.2. El GWAS reveló una asociación significativa entre niveles elevados de IFNÉ£ en respuesta a PPDa y 115 polimorfismos de un solo nucleótido (single nucleotide polymorphism; SNP) (FDR < 0.05) localizados en una única región (quantitative trait locus; QTL) en el cromosoma 9 que contenía 47 genes candidatos. Entre ellos se identificaron genes implicados en la respuesta inmunitaria, como MAP3K7, BACH2 y ANKRD6, relacionados con la regulación de NF-kB, la diferenciación de las células T y B y la señalización de la ruta JNK. Otros genes con funciones inmunes incluyeron CASP8AP2 y RNGTT, asociados a la apoptosis y a la regulación de la vía mTOR, respectivamente. Se observó también que la QTL identificada se solapaba con una QTL previamente asociada a la enfermedad respiratoria bovina (QTL ID: 57628).
Por otro lado, niveles elevados de IFNÉ£ en respuesta a PPDb se asociaron con 143 SNPs (FDR < 0.05) distribuidos en dos QTLs en los cromosomas 6 y 28, que incluían 163 genes candidatos. Entre ellos destacaron MAPK8, ALOX5, CXCL12, TNIP2 y PTPN20, implicados en la regulación inmunitaria, la inflamación y la señalización de las células inmunitarias. La QTL localizada en el cromosoma 28 se solapaba con regiones previamente asociadas a la susceptibilidad a la enfermedad respiratoria bovina (QTL ID: 57579; QTL ID: 160385) y a la tuberculosis bovina (QTL ID: 96578), mientras que la QTL del cromosoma 6 coincidía con regiones previamente asociadas a susceptibilidad a MAP (QTL ID: 113153938). Todos los SNPs identificados mostraron efectos positivos, lo que sugiere una asociación con mayor producción de IFNÉ£ en respuesta a antígenos de MAP y Mb. No se observó solapamiento entre los SNPs, QTLs ni genes candidatos entre ambos análisis.
En conjunto, estos resultados definen un perfil inmunogenético hereditario distintivo asociado a una elevada producción de IFNÉ£ frente a antígenos de Mb y MAP, lo que podría favorecer una respuesta inmune innata temprana eficaz. Dado que estudios anteriores han demostrado la heredabilidad de estos rasgos, los SNPs identificados podrían usarse para clasificar animales según su capacidad de producir IFN y transmitir estos rasgos a la descendencia.
