Tesis Doctorado
Molecular and endocrine mechanisms that regulate skeletal muscle growth in the fine flounder (paralichthys adspersus)
Autor
Fuentes-Jofré, Eduardo Nicolás
Institución
Resumen
La industria acuícola representa una de las industrias más grandes e importantes para la economía chilena. Sin embargo, la centralización, y enfoque de esta industria en cultivar casi exclusivamente salmónidos ha traído varias consecuencias negativas. Esto sugiere fuertemente que la diversificación deesta industria debería ser una necesidad. El lenguado (Paralichthys adspersus)es uno de los peces endémicos que representa un potencial candidato parallevar a cabo esta diversificación. No obstante, este potencial de cultivo se velimitado por su lenta tasa de crecimiento, siendo el musculo esquelético el mayor responsable de esta falencia.En este contexto, el conocimiento con respecto a la fisiología del crecimiento del musculo como también el entendimiento de los mecanismos que controlan la masa muscular en esta especie podría dar cuenta de una ventaja decisiva en la optimización de protocolos de cultivo con el propósito de mejorar tasas de crecimiento en esta especie.El control del crecimiento en vertebrados es modulado por el sistema endocrino a través del eje GH/IGF y los nutrientes; sin embargo, los mecanismos endocrino moleculares que modulan la masa muscular en peces son desconocido como también la contribución de la acciones locales autocrinaparacrinas de estas moléculas. De esta manera surgió la siguiente pregunta:¿Son los componentes locales y/o sistémicos del sistema GH/IGF, junto con el estatus nutricional, los moduladores responsables de la masa muscular ysubsecuente crecimiento lento en el lenguado?Esta pregunta en conjunto con todos los antecedentes mencionados anteriormente hacen posible proponer la siguiente hipótesis central: “El estatusnutricional regula la masa muscular vía los componentes sistémicos y localesdel sistema GH/IGF en el lenguado chileno (Paralichthys adspersus) y estoscomponentes son responsable por el lento crecimiento en esta especie”. Lahipótesis central fue testeada a través del siguiente objetivo general: “Evaluarla dinámica de todos los componentes del sistema GH/IGF en el lenguado invivo usando diferentes estatus nutricionales”.Con el propósito de lograr este objetivo general, se realizaron distintasaproximaciones experimentales. Primero, se implementaron experimentos decrecimiento compensatorio como modelo de estudio, de esta manera, se manipulo el crecimiento del lenguado. Distintas condiciones nutricionales se evaluaron incluyendo periodos de alimentación, inanición, y realimentación. Elcrecimiento se evaluó a través del peso corporal, factor de condición, longitud, y tasa de crecimiento especifica.A través de radioinmunoanálisis se midieron los niveles plasmáticos deGH e IGF-I. Los contenidos de GHR e IGF-IR se evaluaron por Western blot yqPCR. Las vías de señalización activadas por la GH (JAK2/STAT5) e IGF-I(Raf/Mek/ERK y PI3K/Akt/TOR) se analizaron por Western blot. Todo el resto de los componentes del sistema IGF se evaluaron por qPCR.Una segunda aproximación experimental que involucraba el bloqueo de las dos principales vías de señalización activadas por IGF-I se efectuó. En estaaproximación los peces se sometieron a 3 semanas de inanición y posteriormente a 2 semanas de realimentación, administrando a un grupo de peces Rapamicina (bloqueo de TOR) y a otro grupo PD98058 (bloqueo de MEK) durante este ultimo periodo. El sistema IGF completo se evaluó porqPCR y Western blot, además de la celularidad muscular y el crecimiento.En la presente tesis se encontró que el lenguado posee mayores nivelesplasmáticos de GH que de IGF-I y que el musculo esquelético de esta especiecontenía mayores GHR truncado que receptores completos y que la activaciónde la vía de transducción de las JAK2/STAT5 funcionaba parcialmente. Estotambién se vio reflejado en que el musculo del lenguado se transcriba enmenores proporción IGF-I. Además estos componentes son significativamenteafectados durante distintos estatus nutricionales, gatillando un aumento de la resistencia a la GH en peces que son sometidos a un periodo de inanición,estadio que cambia rápidamente cuando los peces son realimentados nuevamente, reduciendo así la resistencia a la GH en el musculo. Estos cambios durante la inanición y la realimentación en el sistema GH fueron concomitantes con alteraciones en todos los componentes del sistema IGF incluyendo las IGFBP, IGF-IR e IGF-II.Estos resultados muestran las bases moleculares y endocrinas del lentocrecimiento del lenguado, además de elucidar los mecanismos que modulan laatrofia e hipertrofia muscular regulada por nutrientes en esta especie.Estos hallazgos sientan las bases sobre los mecanismos moleculares yendocrinos que controlan la masa muscular en el lenguado y en peces en general. El conocimiento básico producido en esta tesis muestra un enorme potencial para futura investigación aplicada en el área de endocrinología de crecimiento en peces. En particular, la presente tesis muestra moléculas claves involucradas en el musculo de teleósteos y la manipulación de estas moléculaspuede ser crucial para mejorar el crecimiento en el lenguado y otras especies de peces. PFCHA-Becas Doctor en Biotecnología 212p. PFCHA-Becas TERMINADA