O IIM descobre o maior repertorio xenético de receptores inmunes no reino animal en bivalvos

Santiago de Compostela, martes, 15 de outubro de 2024. O Consello Superior de Investigacións Científicas (CSIC), a través do grupo de Inmunoloxía e Xenómica do Instituto de Investigacións Mariñas ( IIM), conseguiu un descubrimento revolucionario no campo da inmunoloxía mariña: o descubrimento dunha expansión masiva dos xenes do receptor inmunitario TLR (receptor tipo Toll) en mexillóns e outras especies de bivalvos.

Os detalles da investigación, realizada en colaboración coa Universidade de Trieste (Italia), publícanse no artigo “Bivalves Present the Largest and Most Diversified Repertoire of Toll-Like Receptors in the Animal Kingdom, Suggesting Broad-Spectrum Pathogen Recognition in Marine Waters”, da revista evolutiva Molecular Biology and Evolution.

“Trátase de algo nunca antes visto no reino animal e pon de manifesto como a evolución dotou aos mexillóns e outros bivalvos dunha capacidade única para adaptarse e resistir nunha contorna hostil. A súa diversidade xenética en receptores inmunes non só é impresionante, senón que tamén expón preguntas fascinantes sobre como outros organismos poderían beneficiarse de mecanismos similares”, valora o investigador principal do proxecto, Antonio Figueras.

Os receptores TLR están presentes en case todas as especies animais e xogan un papel crucial na defensa do organismo. Son os encargados de recoñecer os patóxenos e de activar a resposta inmune.

"Pero o que fai que os bivalvos sexan tan fascinantes é que, a diferenza dos vertebrados, non teñen un sistema inmunitario adaptativo. En lugar de crear anticorpos específicos, estes animais confían exclusivamente no seu sistema inmunitario innato para defenderse dos invasores. Aquí é, entón, onde entra en xogo a extraordinaria diversidade de receptores TLR descubertos nestes moluscos. Os mexillóns, por exemplo, teñen uns 260 xenes TLR no seu xenoma, en comparación con só 10 nos humanos. Outras especies de bivalvos, como as ostras e as ameixas, teñen preto de 100. Esta diversidade permite que os bivalvos recoñezan unha maior variedade de patóxenos, algo fundamental para a súa supervivencia nun medio mariño cheo de microorganismos potencialmente perigosos”, explica Amaro Saco, primeiro autor do artigo.

O estudo que nos permitiu obter esta información desenvolveuse rastrexando a orixe dos xenes TLR nos cnidarios, un grupo de animais mariños como as medusas.

"Aínda que estes organismos teñen un pequeno número de TLR, os bivalvos experimentaron unha expansión evolutiva espectacular nesta familia de xenes. Esta expansión vai acompañada dunha gran diversidade funcional, que lles permite recoñecer e combater unha ampla gama de patóxenos”, sinala a directora do grupo de investigación, Beatriz Novoa.

O equipo de investigación descubriu que esta diversidade non é aleatoria, senón que está impulsada por forzas da selección natural que actúan na rexión extracelular dos receptores TLR, que interactúa directamente cos patóxenos. Este detalle suxire que a evolución deu forma a estes xenes para adaptarse ás ameazas específicas ás que se enfrontan os bivalvos.

“Un dos aspectos máis sorprendentes deste achado é como os mexillóns, a pesar de non ter a capacidade de producir anticorpos como os humanos, desenvolveron un sistema inmunitario moi específico. Grazas á súa variabilidade xenética, as poboacións de mexillón poden adaptarse mellor a diferentes ambientes e patóxenos. Por iso, este estudo mesmo suxire que o mexillón podería ter unha vantaxe evolutiva sobre outras especies grazas a esta plasticidade xenómica”, avanza Antonio Figueras.

De feito, en 2020, o mesmo equipo de investigadores publicou o xenoma do mexillón, revelando que ten o primeiro "panxenoma" aberto descrito nun animal. Isto significa que os mexillóns teñen unha porcentaxe importante de xenes variables, presentes nalgúns individuos e ausentes noutros, a maioría relacionados coa inmunidade. Este mecanismo de variación xenética entre individuos reforza a resistencia da especie, permitindo que as poboacións se enfronten colectivamente a ameazas ambientais.