La investigación, publicada en Frontiers in Immunology, revela importantes cambios en la estructura de la célula que podrían servir de base para el desarrollo de nuevas vacunas para peces, una necesidad crítica en la industria de la acuicultura.

Los glóbulos rojos nucleados de peces, también conocidos como eritrocitos, desempeñan un papel clave en el equilibrio del sistema inmunitario frente a distintos estímulos, incluidas las infecciones virales. Estudios previos han demostrado que los eritrocitos experimentan cambios intracelulares, como estrés en el retículo endoplásmico, autofagia y presentación de antígenos. Estos procesos ayudan a prevenir la replicación viral en respuesta a infecciones virales y vacunas de ADN. Profundizar en la comprensión de esta respuesta podría facilitar el desarrollo de nuevos tratamientos preventivos, en particular vacunas tan necesarias para el sector acuícola.

Para estudiar estos mecanismos, miembros del Instituto de Investigación, Desarrollo e Innovación en Biotecnología Sanitaria de Elche (IDiBE) de la Universidad Miguel Hernández (UMH), en colaboración con la línea de luz MISTRAL del Sincrotrón ALBA, analizaron la respuesta de los eritrocitos de trucha arcoíris expuestos al virus de la septicemia hemorrágica viral (VHSV, por sus siglas en inglés). Este virus altamente contagioso afecta gravemente a diferentes especies de peces, con tasas de mortalidad de hasta el 100%. Por ese motivo se le ha acuñado comúnmente como "el ébola de los peces".

Para examinar en detalle la respuesta de los eritrocitos, el equipo científico empleó técnicas avanzadas de imagen en el Sincrotrón ALBA. La crio-tomografía de rayos X blandos (cryo-SXT), disponible en cinco lugares en el mundo, uno de ellos la línea de luz MISTRAL en ALBA, es un enfoque novedoso que permite la visualización de estructuras 3D a nanoescala en células crio-preservadas intactas.

El equipo de investigación purificó eritrocitos de trucha arcoíris y los expuso al virus. En el Sincrotrón ALBA visualizaron las diferencias estructurales en las células infectadas, revelando que los eritrocitos de trucha arcoíris experimentan una expansión del retículo endoplásmico y activan el proceso de estrés. Mediante técnicas de biología molecular, el equipo verificó que este proceso activa el mecanismo de la respuesta a proteínas mal plegadas o UPR (por sus siglas en inglés). La UPR es un mecanismo de defensa interno que las células desencadenan cuando se enfrentan a un estrés. Además, al inhibir el estrés de retículo, descubrieron que el virus aumentaba su replicación, demostrando que este proceso contribuye a frenar la infección.

Los resultados sugieren que los eritrocitos de la trucha arcoíris modulan el estrés del retículo endoplasmático como un mecanismo de control antiviral y abren una nueva línea de investigación para identificar estrategias antivirales dirigidas a los eritrocitos.

"El acceso a instalaciones de vanguardia como el Sincrotrón ALBA y el uso de cryo-SXT han sido fundamentales para ampliar los límites de nuestra investigación. Gracias a estas técnicas de imagen de última generación, ahora tenemos una visión más clara de cómo responden los eritrocitos a las infecciones virales y podemos centrarnos en trasladar estos hallazgos a estrategias aplicadas. Este conocimiento abre la puerta al diseño de vacunas de nueva generación que no solo refuercen el sistema inmunitario, sino que también optimicen la función de los eritrocitos como un equipo de defensa altamente estratégico. Nuestra futura investigación explorará cómo ajustar estas respuestas para maximizar la protección antiviral», señala María Salvador Mira, investigadora del IDiBE.

En este estudio han participado miembros del grupo de "Eritrocitos en Inmunología Antiviral" del Instituto de Investigación, Desarrollo e Innovación en Biotecnología Sanitaria de Elche (IDiBE) de la Universidad Miguel Hernández (UMH), liderado por la Dra. María del Mar Ortega-Villaizán Romo, y llevado a cabo por María Salvador-Mira, Dra. Verónica Chico Gras, Dra. Sara Puente-Marín, y Dr. Iván Nombela, en colaboración con la investigadora de la línea de luz MISTRAL del Sincrotrón ALBA, Dra. Ana J. Perez-Berná.

Flujo de trabajo del proceso experimental para estudiar los cambios en los eritrocitos de trucha arcoíris inducidos por el virus de la septicemia hemorrágica viral (VHSV).