En las últimas décadas, desde su descubrimiento, los antibióticos han sido la forma más común de controlar los microorganismos patógenos. Sin embargo, la resistencia antimicrobiana ha surgido como una nueva problemática para la salud pública debido al uso incontrolado de estos. La baja regulación de antibióticos y el uso a largo plazo de estos agentes en la acuicultura han resultado en un aumento de la presión selectiva sobre bacterias. Esta presión ha facilitado la transferencia de genes tanto vertical como horizontal, y ha potenciado la resistencia contra patógenos humanos. Asimismo, la estabilidad y la falta de biodegradación de los antibióticos implica una bioacumulación en peces, con peligro para la salud humana a través de su consumo, afectando de manera indirecta a la diversidad bacteriana intestinal humana.
En este sentido, los sistemas de producción acuícola están perdiendo millones de dólares debido a enfermedades infecciosas y el uso de una mayor concentración y cantidad de antibióticos para controlar los patógenos, por lo que es de gran importancia encontrar alternativas a los antibióticos comunes. Recientemente, los péptidos antimicrobianos se han estudiado cada vez más en respuesta a esta problemática, estas moléculas hacen parte del sistema inmune innato, presentan un amplio espectro de actividad bactericida, con un tiempo de vida corto y son producidos por una extensa variedad de especies que van desde anfibios, como la salamandra manchada (Bolitoglossa ramosi) hasta peces, como el bocachico nativo del río Magdalena (Prochilodus magdalenae). Este último es conocido por su gran importancia pesquera, además de presentar una resistencia natural a las infecciones por bacterias, razón por la cual se convierte en un modelo ideal para investigaciones genómicas de identificación de péptidos antimicrobianos en su genoma completo. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue identificar candidatos de péptidos antimicrobianos en el genoma de Prochilodus magdalenae mediante análisis genómico in silico.
Usando un conjunto de herramientas bioinformáticas, identificamos secuencias de péptidos a partir de datos genómicos. Inicialmente se utilizó AMPfinder para predecir genes de péptidos antimicrobianos con base en patrones estructurales, físicos y químicos, utilizando dos genomas: el genoma de bocachicho hembra disponible en NCBI y un genoma de macho ensamblado de Novo con un N50 de 4711151bp, ensamblado con reads de PacBio HiFi y el ensamblador NextDeNovo. Las secuencias de aminoácidos identificadas por AMPfinder se corroboraron con las herramientas ampir y iAMPCN. En total se predijeron 131 secuencias peptídicas candidatas de péptidos antimicrobianos comunes en ambos genomas de bocachico, con una longitud promedio de 51 aminoácidos, y que, según sus propiedades físicas y químicas predichas en Protparam, el 49.62% de las secuencias son estables.
En conclusión, la implementación de la minería de datos genómicos para identificar nuevas secuencias antimicrobianas peptídicas contribuirá a la salud de la industria de la acuicultura por dos vías; por un lado, reducirá las pérdidas económicas, y por otro lado, permitirá reducir el impacto ambiental. Además, el uso de estas tecnologías con los datos disponibles podría ser una de las opciones más viables en la lucha contra la resistencia antimicrobiana para diseñar tratamientos específicos y más efectivos.
Este estudio hace parte del programa formulado por ISAGEN S.A., dentro del PMA, para la protección del recurso íctico y pesquero en el río Sogamoso.