Silage quality and bacterial diversity of silages inoculated with Listeria monocytogenes and Lacticaseibacillus paracasei_6714

Introduction: King grass (Cenchrus purpureus (Schumach.) Morrone, syn. Pennisetum purpuphoides) and pineapple peel (Ananas comosus) silages are food alternatives for livestock in conditions of feed shortage. Objective: To describe the dynamics of the microbiota present in king grass and pineapple silage during the fermentation process using next generation sequencing (NGS) and to evaluate the protective effect of Lacticaseibacillus paracasei_6714 as a silage inoculum against Listeria monocytogenes. Methods: We used an unrestricted randomized design to characterize the microbiota present in silages made from king grass harvested 70 days after regrowth and pineapple peel. We inoculated mixtures of grass and peel with L. paracasei_6714 or L. monocytogenes, or both, with a non-inoculated treatment as control. The nutritional and fermentative profile was evaluated after 30 days. After 15 and 30 days of fermentation, we used 16S rRNA analysis to determine the dynamics and diversity of the microbiota in the inoculated and control silages. Result: Dry matter content and digestibility did not differ significantly; however, there were differences in crude protein, pH and organic acids. We obtained 4432 amplicon sequence variants of Proteobacteria, Firmicutes, Bacterioidetes, Actinobacteria, Verrucomicrobia, Planctomycetes and Patescibacteria. The relative abundance of each phylum varied depending on the material and fermentation period. Phylum similarity was over 70 % (but not greater than 50 % with Bray-Curtis at the species level). Conclusion: These bacterial communities seem to have an important role during silage fermentation. Proper management of silage processing can reduce or eliminate pathogenic bacteria.

Introducción: Los ensilajes del pasto king grass (Cenchrus purpureus (Schumach.) Morrone, syn. Pennisetum purpuphoides) y cáscaras de piña (Ananas comosus) son alternativas de alimento para ganado en condiciones de escasez alimentaria. Objetivo: Describir las dinámicas de la microbiota presente en los ensilajes de king grass y piña durante el proceso de fermentación usando secuenciación de próxima generación (NGS) y evaluar el efecto de protección de Lacticaseibacillus paracasei_6714 como inoculante de ensilaje ante Listeria monocytogenes. Métodos: Usamos un diseño aleatorio no restringido para caracterizar la microbiota presente en ensilajes de king Grass cosechados 70 días después de rebrote y de cáscaras de piña. Inoculamos mezclas de pasto y cáscara con L. paracasei_6714 o L. monocytogenes, o ambos, con un tratamiento control sin inocular. El perfil nutricional y de fermentación fue evaluado luego de 30 días. Después de 15 y 30 días de fermentación, usamos un análisis de para determinar la dinámicas y diversidad de la microbiota en los ensilajes inoculados y control. Resultados: Los contenidos de materia seca y digestibilidad, no difirieron significativamente; sin embargo, hubo diferencias en proteína cruda, pH y ácidos orgánicos. Obtuvimos 4 432 secuencias variantes de amplicon de Proteobacteria, Firmicutes, Bacterioidetes, Actinobacteria, Verrucomicrobia, Planctomycetes y de Patescibacteria. La abundancia relativa de cada filo vario dependiendo del material y periodo de fermentación. Similitudes de filo fueron mayores al 70 % (pero no mayor que 50 % con Bray-Curtis a nivel de especie). Conclusión: Estas comunidades bacterianas parecen cumplir un papel importante durante la fermentación del ensilaje. Un manejo apropiado del proceso de ensilaje puede reducir o eliminar baterías patogénicas.

Implementación asistencial de estudios genómicos aplicados al diagnóstico molecular / Implementation of genomic studies applied to molecular diagnostics

El Hospital Garrahan ha sido pionero en el diagnóstico molecular de patologías pediátricas en Argentina. Los avances tecnológicos de las últimas décadas en el área de la biología molecular, sentaron las bases para la optimización y ampliación del diagnóstico molecular a partir de la secuenciación masiva en paralelo de múltiples genes. El presente trabajo describe el proceso de implementación de los estudios de secuenciación de nueva generación y el desarrollo de la Unidad de Genómica en un hospital público pediátrico de alta complejidad, así como su impacto en las capacidades diagnósticas de enfermedades poco frecuentes de origen genético. La creación del Grupo Interdisciplinario de Estudios Genómicos constituyó la vía institucional para la toma de decisiones que implican la implementación de nuevos estudios genómicos y el establecimiento de prioridades diagnósticas, extendiendo la disponibilidad del diagnóstico molecular a más disciplinas. La Unidad de Genómica trabaja en diseñar las estrategias que permitan la mayor optimización de los recursos con los que cuenta el hospital, teniendo en cuenta el equipamiento disponible, las prioridades establecidas y la frecuencia de las distintas patologías. Se demuestra el salto significativo operado en nuestras capacidades diagnósticas, tanto en la variedad de enfermedades como en el número de genes analizados, habiendo estudiado a la fecha alrededor de 2.000 pacientes, muchos de los cuales ven de este modo finalizada su odisea diagnóstica. Los estudios de NGS se han convertido en una herramienta de la práctica diaria para la atención de un número importante de pacientes de nuestro hospital. Continuaremos trabajando para ampliar su aplicación a la mayor cantidad de patologías, a través de los mecanismos institucionales ya existentes (AU)

The Garrahan Hospital has been a pioneer in the molecular diagnosis of pediatric diseases in Argentina. The technological advances of the last decades in the area of molecular biology have laid the foundations for the optimization and expansion of molecular diagnostics through massive parallel sequencing of multiple genes. This study describes the process of implementation of next-generation sequencing studies and the development of the Genomics Unit in a public pediatric tertiary hospital, and its impact on the capacity to diagnose rare diseases of genetic origin. The creation of the Interdisciplinary Group of Genomic Studies constituted the institutional pathway for decision-making involving the implementation of new genomic studies and the establishment of diagnostic priorities, extending the availability of molecular diagnostics to additional disciplines. The Genomics Unit is working to design strategies that allow for optimization of the resources available to the hospital, taking into account the equipment available, the priorities established, and the frequency of the different diseases. It demonstrates the significant leap in our diagnostic capabilities, both in the variety of diseases and in the number of genes analyzed. To date, around 2,000 patients have been studies, many of whom have thus completed their diagnostic odyssey. NGS studies have become a tool in daily practice for the care of a significant number of patients in our hospital. We will continue working to expand its application to as many diseases as possible, through the existing institutional mechanisms (AU)

Avances de la bioinformática en Costa Rica: vista retrospectiva y perspectivas / Bioinformatics advances in Costa Rica: retrospective view and perspectives

Resumen Introducción: La disciplina científica de la bioinformática tiene el potencial de generar aplicaciones innovadoras para las sociedades humanas. Costa Rica, pequeña en tamaño y población en comparación con otros países de América Latina, ha ido adoptando la disciplina de manera progresiva. El reconocer los avances permite determinar hacia dónde puede dirigirse el país en este campo, así como su contribución a la región latinoamericana. Objetivo: En este manuscrito se reporta evidencia de la evolución de la bioinformática en Costa Rica, para identificar debilidades y fortalezas que permitan definir acciones a futuro. Métodos: Se realizaron búsquedas en bases de datos de publicaciones científicas y repositorios de secuencias, así como información de actividades de capacitación, redes, infraestructura, páginas web y fuentes de financiamiento. Resultados: Se observan avances importantes desde el 2010, incluyendo un aumento en oportunidades de entrenamiento y número de publicaciones, aportes significativos a las bases de datos de secuencias y conexiones por medio de redes. Sin embargo, ciertas áreas, como la masa crítica y la financiación requieren más desarrollo. La comunidad científica y sus patrocinadores deben promover la investigación basada en bioinformática, invertir en la formación de estudiantes de posgrado, aumentar la formación de profesionales, crear oportunidades laborales para carreras en bioinformática y promover colaboraciones internacionales a través de redes. Conclusiones: Se sugiere que para experimentar los beneficios de las aplicaciones de la bioinformática se deben fortalecer tres aspectos clave: la comunidad científica, la infraestructura de investigación y las oportunidades de financiamiento. El impacto de tal inversión sería el desarrollo de proyectos ambiciosos pero factibles y colaboraciones extendidas dentro de la región latinoamericana. Esto permitiría realizar contribuciones significativas para abordar los desafíos globales y la aplicación de nuevos enfoques de investigación, innovación y transferencia de conocimiento para el desarrollo de la economía, dentro de un marco de ética de la investigación.

Abstract Introduction: The scientific discipline of bioinformatics has the potential to generate innovative applications for human societies. Costa Rica, small in size and population compared to other Latin American countries, has been progressively adopting the discipline. Recognizing progress makes it possible to determine where the country can go in this field, as well as its contribution to the Latin American region. Objective: This manuscript reports evidence of the evolution of bioinformatics in Costa Rica, to identify weaknesses and strengths allowing future actions plans. Methods: We searched databases of scientific publications and sequence repositories, as well as information on training activities, networks, infrastructure, web pages and funding sources. Results: Important advances have been observed since 2010, such as increases in training opportunities and the number of publications, significant contributions to the sequence databases and connections through networks. However, areas such as critical mass and financing require further development. The scientific community and its sponsors should promote bioinformatics-based research, invest in graduate student training, increase professional training, create career opportunities in bioinformatics, and promote international collaborations through networks. Conclusions: It is suggested that in order to experience the benefits of bioinformatics applications, three key aspects must be strengthened: the scientific community, the research infrastructure, and funding opportunities. The impact of such investment would be the development of ambitious but feasible projects and extended collaborations within the Latin American region and abroad. This would allow significant contributions to address global challenges and the implementation of new approaches to research, innovation and knowledge transfer for the development of the economy, within an ethics of research framework.

Single molecule sequencing of nucleic acids in real time (SMRT) to characterize transcriptomes and mRNA isoforms / Secuenciación de moléculas individuales de ácidos nucleicos en tiempo real (SMRT) para caracterizar transcriptomas e isoformas de ARNm

Abstract Our efforts are oriented to assess bovine Y-chromosome gene expression patterns. One set of genes that are of interest are the so-called X-degenerate Y-chromosome genes that are located in the male-specific region of the Y-chromosome (MSY). This region contains 95% of the DNA of the Y chromosome. These genes are single copy and have an X-chromosome homolog. Both, the Y-encoded and X-encoded homologs have ubiquitous expression profiles. However, some genes, like SRY that regulates male sex determination, have functions that are more specific. Identifying DNA sequence differences between these homologs will allow evaluation of their spatial and temporal expression patterns. Identification of the Y-encoded mRNAs and their isoforms will allow our understanding of tissue specific expression of isoforms in male tissues. The latter will facilitate our evaluation of gene function in male sex differentiation and fertility. Hence, we hypothesized that each of these X-degenerate gene homologs generate isoforms and that differential expression patterns exist between sexes and across tissues. To investigate the latter we used a new generation sequencing (NGS) technology that generates long sequencing reads with a range between 1000 to 10,000 base pairs in length. Single molecule real time (SMRT) isoform sequencing (IsoSeq) of several tissues (liver, lung, adipose, muscle, hypothalamus and testis) was carried out. Transcript sequences were used for bioinformatics analysis and isoform characterization. Given the focus of this manuscript the SMRT technology we are only presenting results obtained with the analysis of the bUTY and bUTX genes.

Resumen Nuestros esfuerzos están orientados a evaluar patrones de expresión génica del cromosoma Y bovino. Los genes de interés son los denominados genes X-degenerados que se encuentran en la región específica masculina del cromosoma Y (MSY). Esta región contiene el 95% del ADN del cromosoma Y. Estos genes son de copia única y tienen un homólogo en el cromosoma X. Ambos homólogos tienen perfiles amplios de expresión. Sin embargo, algunos genes, como el SRY que regula la determinación del sexo masculino, tienen funciones más específicas. La identificación de las diferencias de secuencia de ADN entre estos homólogos permitirá evaluar sus patrones de expresión espacial y temporal. La identificación de los ARNm codificados en el cromosoma Y y de sus isoformas permitirán analizar la expresión específica de sus isoformas en tejidos masculinos. Esto último facilitará nuestra evaluación de función génica en la diferenciación sexual masculina y la fertilidad. Por lo tanto, planteamos la hipótesis de que cada uno de estos genes homólogos degenerados del X genera isoformas y que existen patrones de expresión diferencial entre sexos y tejidos. Para investigar esto último, utilizamos una tecnología de secuenciación de nueva generación (NGS) que genera lecturas de secuenciación largas con un rango de longitud de 1000 a 10,000 pares de bases. Se secuenciaron los transcriptomas en varios tejidos (hígado, pulmón, adiposo, muscular, hipotálamo y testículo). Se utilizaron las secuencias generadas para el análisis bioinformático y la caracterización de isoformas. Siendo el foco de este manuscrito la tecnología SMRT, solo presentamos los resultados obtenidos con el análisis de los genes bUTY y bUTX.

COINFECCIÓN NATURAL DE VIRUS DE ARN EN CULTIVOS DE PAPA (Solanum tuberosum subsp. Andigena) EN ANTIOQUIA (COLOMBIA) / Natural coinfection of RNA viruses in potato (Solanum tuberosum subsp. Andigena) crops in Antioquia (Colombia)

RESUMEN Las enfermedades virales son uno de los principales problemas fitopatológicos de la papa. Con el fin de determinar los virus más prevalentes en cultivos de papa var. Diacol Capiro en el oriente Antioqueño (Colombia), se evaluó mediante RT-qPCR la presencia de diez virus de ARN (PVY, PVA, PVV, TaLMV, PVS, PLRV, PYVV, PVX, ToRSV y PMTV) en 36 muestras de tejido foliar. Los resultados indicaron la ocurrencia de cinco de los diez virus evaluados, con niveles de prevalencia de 88,9 %, 75 %, 75 %, 41,7 % y 25 % para PVY, PVX, PYVV, PLRV y PVS, respectivamente. Con fines comparativos, cuatro virus también se evaluaron mediante ELISA, siendo detectados PVS (80,5 %), PVY (55 %) y PLRV (5,5 %); mientras que PVX no fue encontrado con esta prueba. La comparación de estas técnicas mediante la razón de prevalencia (RP), indicó que la RT-qPCR ofrece niveles superiores de detección con valores de RP = 1,6 y RP = 7,5 para los virus PVY y PLRV; mientras que para PVS la ELISA detectó más muestras positivas que RT-qPCR (RP = 3,22), evidenciándose la necesidad de diseñar nuevos cebadores ajustados a la diversidad de este virus en Antioquia. La coinfección mixta más frecuente fue PVY-PYVV-PVX (22,2 %), mientras que los cinco virus se encontraron en el 11,1 % de las muestras. Finalmente, utilizando secuenciación Sanger de la cápside y NGS para los genomas completos, se confirmó la circulación de todos los virus detectados en los cultivos de papa del oriente Antioqueño. Estos resultados señalan la necesidad de fortalecer los programas de manejo integrado de enfermedades virales en Antioquia.

ABSTRACT Viral diseases are one of the main phytopathological problems affecting potato crops worldwide. To determine the most prevalent viruses in potato var. Diacol Capiro crops in Eastern Antioquia, 36 leaf samples were tested for the presence of PVY, PVA, PVV, TaLMV, PVS, PLRV, PYVV, PVX, ToRSV and PMTV using RT-qPCR. Detected viruses included PVY, PVX, PYVV, PLRV and PVS with prevalence levels of 88.9 %, 75.0 %, 75.0 %, 41.7 % and 25.0 %, respectively. PVS, PVY, PLRV and PVX were also tested by ELISA. PVS, PVY and PLRV tested positive in 80.5 %, 55.0 % and 5.5 % of samples; PVX was not detected. Prevalence Ratios (PR) suggests that detection is higher for PVY (PR = 1.6) and PLRV (PR = 7.5) using RT-qPCR. ELISA worked better for PVS with a PR of 3.2; this result suggests that the RT-qPCR primers used for PVS must be adjusted to reflect the genome diversity of virus in Antioquia. The most frequent coinfection was PVY-PYVV-PVX, which occurred in 22.2 % of samples; coinfection with PVY, PVX, PYVV, PLRV and PVS was present in 11.1 % of samples. The circulation of these viruses in Eastern Antioquia was further confirmed using Sanger and high-throughput sequence. This work highlights the need to strengthen integrated disease management programs of viruses in Antioquia.

La importancia del asesoramiento genético para el diagnóstico genético preimplantacional de aneuploidías (PGT-A)

The development of new genomic technologies has strengthened the influence of genetics in all medical specialties; reproductive medicine is no exception. The introduction of new genetic tests to daily clinical practice, together with the complexity of genetic information and its potential psychological burden, make specialized genetic counseling essential. Preimplantation genetic testing for aneuploidies (PGT-A) has become an almost routine procedure in assisted reproduction treatments. Nevertheless, in Peru, patients usually receive none or inadequate corresponding genetic counseling, which hinders informed decision-making.

El desarrollo de las nuevas tecnologías genómicas ha potenciado la influencia de la genética en todos los campos de la medicina, en donde la medicina reproductiva no es la excepción. La frecuente introducción de nuevas pruebas genéticas en la práctica clínica diaria, junto con la complejidad de la información genética y su potencial carga psicológica, hacen indispensable el asesoramiento genético especializado. En este contexto, el diagnóstico genético preimplantacional para aneuploidías (PGT-A) se ha convertido en un procedimiento casi de rutina en los tratamientos de reproducción asistida. Sin embargo, en el Perú, en la gran mayoría de casos los pacientes no reciben el asesoramiento genético correspondiente o este no es el adecuado, que no permite una toma de decisiones informada.

Cáncer de mama y ovario hereditario en Uruguay: resultados del screening para mutaciones en genes de susceptibilidad por secuenciación de nueva generación / Hereditary breast and ovary cancer in Uruguay: screening results for mutations in susceptibility genes by new generation sequencing

Introducción: el cáncer de mama representa la primera causa de muerte por cáncer en mujeres de Uruguay. Se estima que cerca de 7% son causados por mutaciones en el ácido desoxirribonucleico germinal. Los costos de la secuenciación genética han descendido dramáticamente gracias a la aparición de la secuenciación de nueva generación (NGS). El cambio tecnológico abrió una nueva etapa en el estudio del cáncer hereditario en nuestro país. Objetivo: comunicar los resultados de la utilización de tecnología NGS y paneles multigénicos en familias uruguayas con alto riesgo de cáncer de mama hereditario. Pacientes y método: se secuenciaron 135 familias de alto riesgo que provenían de la consulta de consejería genética que funciona en el Grupo Colaborativo Uruguayo: Investigación de afecciones oncológicas hereditarias. Cuando la historia familiar sugería claramente un síndrome de cáncer de mama y ovario hereditario se efectuó secuenciación NGS exclusiva de los genes BRCA1 y 2; cuando el patrón familiar no configuraba claramente se utilizó un panel multigénico. Resultados: se efectuó NGS exclusiva de genes BRCA1 y 2 en 62 familias y un panel multigénico en 73 familias. Se identificaron en total 29 mutaciones patógenas (21 en genes BRCA y 8 en otros genes). Dos de ellas fueron noveles y tres pueden considerarse recurrentes en la población uruguaya. Conclusiones: este trabajo es el primero en Uruguay en reportar el resultado de esta nueva tecnología en el cáncer de mama hereditario. El hallazgo de 29 mutaciones patógenas nos ayuda a delinear el perfil mutacional de nuestro país.

Introduction: breast cancer is women's first cause of death in Uruguay. According to estimations, around 7% of cases result from germinal mutations by deoxyribonucleic acid. The cost of genetic sequencing has dramatically dropped thanks to the arrival of next-generation sequencing (NGS). This technological change opened a new era in the study of hereditary cancer in our country. Objective:to communicate the results of using NGS technology and multigenic panels in Uruguayan families with high risk of hereditary breast cancer. Method: 135 high risk families referred by the genetic counselling consultation that is provided at the Uruguayan Collaborative Group (Hereditary Oncological Conditions Research) were sequenced. When the family history clearly suggested hereditary breast and ovary cancer was a possibility, exclusive NGS sequencing was done for BRCA1 and BRCA2 genes; when the family pattern was not clear to this respect, multigenic panels were used. Results: exclusive NGS sequencing for BRCA1 and BRCA2 genes was done in 62 families, and multigenic panels were used in 73 families. 29 pathogenic mutations were identified (21 in BRCA genes and 8 in other genes). Two of them were new to the disease and three could be considered recurrent in the Uruguayan population. Conclusions:this study is the first one in Uruguay to report the results of this new technology in hereditary breast cancer. The finding of 29 pathogenic mutations contributes to outlining the mutational profile of our country.

Introdução: o câncer de mama é a primeira causa de morte por câncer em mulheres no Uruguai. Estima-se que aproximadamente 7% sejam causados por mutações no ácido desoxirribonucleico germinal. Os custos da sequenciação genética diminuíram dramaticamente graças ao aparecimento da sequenciação de nova geração (NGS). Esta nova tecnologia deu inicio a uma nueva etapa no estudo do câncer hereditário no nosso país. Objetivo: comunicar os resultados da utilização de tecnologia NGS e painéis mutagênicos em famílias uruguaias com alto risco de câncer de mama hereditário. Pacientes e método: 135 famílias de alto risco originárias do aconselhamento genético que funciona no Grupo Colaborativo Uruguaio: Pesquisa de afecções oncológicas hereditárias foram sequenciadas. Quando a história familiar sugeria uma síndrome de câncer de mama e ovário hereditários fez-se a secuenciacao NGS exclusivamente dos genes BRCA1 e 2; quando o padrão familiar não era claro foi utilizado um painel multigênico. Resultados: realizou-se NGS exclusivamente de genes BRCA1 e 2 em 62 famílias e um painel multigênico em 73 famílias. Foram identificadas 29 mutações patogênicas (21 em genes BRCA e 8 em outros genes). Duas eram novas e três podem ser consideradas como recorrentes na população uruguaia. Conclusões: este trabalho é o primeiro que apresenta os resultados desta nova tecnologia aplicada ao câncer de mama hereditário no Uruguai. O achado de 29 mutações patogênicas ajuda a definir o perfil mutacional do nosso país.