Respuesta fisiológica y molecular de Anadara tuberculosa (Arcoida: Arcidae) al estrés de salinidad / Physiological and molecular response of Anadara tuberculosa (Arcoida: Arcidae) to salinity stress

Resumen: La concha negra Anadara tuberculosa es una especie emblemática del ecosistema manglar que está actualmente en condición vulnerable. El desarrollo de su acuicultura requiere identificar biomarcadores moleculares, en particular asociados al estrés por salinidad en mira al inicio de programas de mejoramiento genético. Se recolectaron ejemplares de Anadara tuberculosa del manglar colindante a la Bahía de Puerto Pizarro (Tumbes, Perú) entre enero 2015 y febrero 2016. Estos individuos fueron sometidos a condiciones de estrés hipo-osmótico (extremo: 5 y 10 ppt); (moderado: 15 y 25 ppt) y sin estrés (grupo control: 33 ppt) por 16 días después de haber sido separados en grupos de diez animales y por triplicado. La presencia de biomarcadores del estrés por salinidad fue evaluada a nivel genético con la detección por PCR de 19 genes reportados como actores claves de la osmorregulación en bivalvos como ostras y mejillones y a nivel proteomico con la secuenciación de péptidos expresados en tejidos de animales expuestos a diferentes salinidades por espectrometría de doble masa. Ninguno de los marcadores genéticos probados pudo ser amplificado por PCR lo que sugiere que A. tuberculosa presente diferencias genéticas significativas en comparación con otros moluscos. El análisis proteómico realizado por MALDI TOF/TOF a nivel de tejido branquial de A. tuberculosa permitió identificar 26 péptidos expresados de formas presenciales y diferenciales a las diferentes salinidades evaluadas, resaltando posibles marcadores como la HSP70 y una proteína transmembrana de transporte de cloruro que están relacionadas con la adaptación a la salinidad. Estas secuencias aminoacídicas permitirán diseñar iniciadores nucleotidicos específicos a A. tuberculosa para la puesta en marcha de futuras investigaciones en ecofisiología de este importante recurso.

Abstract: The pustulose ark A. tuberculosa is an emblematic species of mangrove ecosystem that is currently in a vulnerable condition. The development of its aquaculture, to begin with genetic breeding programs, requires the identification of molecular biomarkers, particularly those associated with salinity stress. With this purpose, specimens of A. tuberculosa were collected from the adjacent mangroves of Puerto Pizarro bay (Tumbes, Perú), from January 2015 to February 2016. Different assays (groups of ten animals in triplicate) were undertaken in separated periods of 16 days: hypo-osmotic stress (extreme: 5, 10 ppt); (Moderate: 15, 25 ppt) and no stress (control group: 33 ppt). The presence of salinity stress biomarkers was assessed at the genetic level throughout PCR detection of 19 genes reported to be key actors in osmoregulation, and at the proteomic level with the sequencing of peptides (tandem mass spectrometry MALDI TOF/TOF), expressed in ark tissues exposed to different salinities. None of the tested genetic markers could be amplified by PCR, suggesting that A. tuberculosa has significant genetic differences compared to other mollusks. Proteomic analysis by mass spectrometry on A. tuberculosa gill tissue, allowed to identify 26 peptides expressed in presential and differential forms at different salinities, highlighting possible markers such as HSP70 and trans-membrane chloride channel transportation protein, to be related with salinity adaptation. These amino acid sequences will allow the design of target specific primers for A. tuberculosa, to implement future research in ecophysiology of this important fishery resource. Rev. Biol. Trop. 65 (3): 1142-1151. Epub 2017 September 01.

Caracterización molecular de bacterias patógenas de las vías respiratorias de pacientes peruanos con fibrosis quística / Molecular characterization of pathogenic bacteria of the respiratory tract in peruvian patients with cystic fibrosis

RESUMEN Objetivos. Caracterizar a nivel molecular las bacterias patógenas de las vías respiratorias de pacientes peruanos con fibrosis quística (FQ). Materiales y métodos. Se caracterizaron las comunidades bacterianas cultivables a partir de muestras de esputo de pacientes pediátricos y adultos con FQ registrados en el Hospital Nacional Edgardo Rebagliati Martins y el Instituto Nacional de Salud del Niño (INSN). Para el cultivo bacteriano se utilizaron técnicas microbiológicas estándares, y para la caracterización molecular la secuenciación del gen ARNr 16S y espectrometría de masas de tipo desorción/ionización con láser asistido por matriz con tiempo de vuelo (MALDI TOF) y MALDI TOF/TOF. Resultados. Por secuenciación del ARNr 16S se identificaron 127 cepas, encontrando las bacterias patógenas Pseudomonas aeruginosa (31,5%), Staphylococcus aureus (12,6%), Pseudomonas spp. (11,8%), Klebsiella oxytoca (3,1%), otras especies mostraron baja prevalencia. El análisis por MALDI TOF permitió obtener una serie de espectros representativos de cada especie aislada, mientras que el análisis por MALDI TOF/TOF reveló péptidos y proteínas de las especies más comunes con informaciones complementarias que revelarían datos sobre su patogenicidad o sensibilidad a antibióticos. Conclusiones. Los principales microorganismos patógenos encontrados en las vías respiratorias son similares a los reportados en otros países. Estos son los primeros hallazgos en Perú que muestran la caracterización bacteriana por secuenciación del ARNr 16S, por MALDI TOF y MALDI TOF TOF. Los hallazgos permiten la identificación bacteriana de microorganismos nativos relacionados con la FQ basada en el análisis de su proteoma.

ABSTRACT Objectives. To molecularly characterize the pathogenic bacteria of the respiratory tract isolated from patients with cystic fibrosis (CF) in Peru. Materials and methods. Bacterial communities cultured from sputum samples of pediatric and adult patients with CF admitted to the Edgardo Rebagliati Martins National Hospital and the National Institute of Child Health were characterized. Standard microbiological techniques were used for bacterial culture, and gene sequencing of 16S rRNA and matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight (MALDI-TOF) mass spectrometry and tandem MALDI-TOF mass spectrometry (MALDI TOF/TOF) were used for molecular characterization. Results. Seventeen bacterial strains were characterized by 16S rRNA sequencing, and the identified pathogenic bacteria were Pseudomonas aeruginosa (31.5%), Staphylococcus aureus (12.6%), Pseudomonas spp. (11.8%), and Klebsiella oxytoca (3.1%). MALDI-TOF analysis generated a series of spectra representative of each isolated bacterial species, whereas MALDI TOF/TOF analysis identified the peptides and proteins of the most common strains and provided data on pathogenicity and sensitivity to antibiotics. Conclusions. The primary pathogenic microorganisms found in the respiratory tract of patients with CF in Peru were the same as those found in other countries. This study is the first to perform 16S rRNA sequencing as well as MALDI-TOF and MALDI-TOF/TOF analysis of the bacterial pathogens circulating in Peru. The inclusion of proteomic analysis further allowed for the identification of native microorganisms involved in CF.