18ª Parte: El secretagogo de la hormona de crecimiento sintético GHRP-6 muestra una mayor actividad de crecimiento y estimulación del sistema inmunitario en peces teleósteos y camarones
Resumen
La acuicultura es parte de la solución para satisfacer la creciente demanda mundial de alimentos, principalmente como fuente de proteína animal. Sin embargo, los rendimientos actuales son insuficientes para que la acuicultura desempeñe este papel crucial. La mejora de la tasa de crecimiento es uno de los enfoques que se han explotado en este sentido. Además, las pérdidas causadas por bacterias, virus y parásitos siguen siendo un problema importante. Se ha demostrado que los estimulantes del crecimiento contribuyen no solo a mejorar el crecimiento sino también a mejorar la salud de los peces. El péptido liberador de hormona de crecimiento-6 (GHRP-6) es uno de los primeros agonistas del receptor de secretagogo de hormona de crecimiento peptídico sintético desarrollado.
Estos compuestos imitan el efecto del ligando endógeno, la grelina. Este péptido ha demostrado sus beneficios tanto para mejorar el crecimiento como para estimular el sistema inmunitario en peces y crustáceos. En el presente estudio, demostramos que la administración intraperitoneal de GHRP-6 induce el ARN mensajero del factor I de crecimiento de insulina hepática y aumenta los niveles de hormona de crecimiento en tilapia juvenil (Oreochromis sp.), en un experimento de evolución temporal.
Además, se evaluó la administración de GHRP-6 en alimento formulado a larvas de tilapia. Los parámetros inmunológicos y de crecimiento, como los títulos de lectina y el número de linfocitos intraepiteliales intestinales, aumentaron en las larvas tratadas.
También evaluamos el efecto de la inyección de GHRP-6 sobre el consumo de alimento en camarones y sus efectos sobre el crecimiento de camarones cuando el péptido se administró mediante baños de inmersión sucesivos. GHRP-6 aumentó la ingesta de alimento, el peso corporal y el tamaño, el número de espinas rostrales y branquias, la concentración de proteínas y el número de hemocitos en los camarones tratados.
Palabras clave: hormona de crecimiento, secretagogos, péptidos, larvas, crecimiento, estado inmunológico innato
Introducción
La acuicultura es parte de la solución para satisfacer la creciente demanda mundial de alimentos, principalmente como fuente de proteína animal. Sin embargo, los rendimientos actuales son insuficientes para que la acuicultura desempeñe este papel crucial. La mejora de la tasa de crecimiento es uno de los enfoques que se han explotado en este sentido. Además, las pérdidas causadas por bacterias, virus y parásitos siguen siendo un problema importante. Se ha demostrado que los estimulantes del crecimiento contribuyen no solo a mejorar el crecimiento sino también a mejorar la salud de los peces.
En los peces teleósteos, la secreción de GH está regulada por varios factores hipotalámicos que están influenciados por el estado fisiológico del animal. Existe una interacción entre los sistemas inmunitario y endocrino a través de hormonas y citocinas. La GH en los peces está involucrada en muchos procesos fisiológicos que no están relacionados abiertamente con el crecimiento, como la osmorregulación del agua salada, la síntesis de anticongelantes y la regulación de la maduración sexual y las funciones inmunitarias. (Devlin et al. 2009)
Los secretagogos (GHS) de la hormona del crecimiento sintética (GH) consisten en una familia de ligandos, descritos por primera vez por Momany et al., (1981). Inicialmente se denominaron péptidos liberadores de GH (GHRP). Estos compuestos sintéticos fueron desarrollados para liberar GH in vitro. Se predijo que imitarían el efecto de un factor endógeno que activaría un receptor específico en la hipófisis y el hipotálamo. La clonación del receptor de estos compuestos liberadores de GH no clásicos, junto con la caracterización más reciente de los ligandos endógenos, ghrelina y des-Gln14-ghrelina, ha demostrado sin ambigüedades la existencia de un sistema fisiológico que regula la secreción de GH junto con la GHRH y la somatostatina. .
Metodología
En este trabajo caracterizamos por primera vez la acción de GHRP-6 sobre el crecimiento e inmunidad de peces y crustáceos. GHRP-6 es uno de los primeros agonistas del receptor de secretagogo de la hormona de crecimiento peptídico sintético desarrollado. Fue descrito por Bowers et al. 1984.
Nuestro grupo de investigación demostró que GHRP-6 aumentó la secreción de GH pituitaria in vitro (Lugo et al. 2008; Martinez et al. 2012). Además, la ingesta de alimentos aumentó cuando se administró GHRP-6 mediante inyección intraperitoneal a tilapias juveniles (Lugo et al. 2010) y el aumento de peso corporal cuando se administraron baños de inmersión a larvas de tilapia (Martinez et al. 2012).
También demostramos que la administración intraperitoneal de GHRP-6 induce el ARN mensajero del factor I de crecimiento de insulina hepática y aumenta los niveles de hormona de crecimiento en tilapia juvenil (Oreochromis sp.), en un experimento de evolución temporal. GHRP-6 también estimula el crecimiento utilizando péptidos encapsulados y no encapsulados administrados mediante un tubo de plástico en la cavidad faríngea de los juveniles. Además, se evaluó la administración de GHRP-6 en alimento formulado a larvas de tilapia y se demostró la estimulación del crecimiento por esta vía de administración.
Figura 1. Experimento de crecimiento en larvas de tilapia alimentadas con GHRP-6. Se ensayaron dos dosis diferentes: 100 μg de GHRP-6/kg de alimento y 500 μg de GHRP-6/kg de alimento. Se alimentó a un grupo de control con el mismo alimento pero sin el péptido. Los efectos de promoción del crecimiento de GHRP-6 se evaluaron midiendo el aumento de peso corporal en las semanas 1 y 3. Los datos se representan como media + desviación estándar. Los datos se analizaron mediante la prueba de Kruskal-Wallis seguida de la prueba de comparación múltiple de Dunn. Los asteriscos representan diferencias estadísticamente significativas: (*) p b 0,05; (**) p b 0,01; (***) p b 0,001.
Resultados y discusiones
Los parámetros inmunológicos y de crecimiento, como los títulos de lectina y el número de linfocitos intraepiteliales intestinales, aumentaron en las larvas tratadas.
GHRP-6 también tiene la capacidad de estimular la respuesta inmune a los antígenos co-inyectados en tilapia y bagre. Las vacunas de subunidades modernas tienen excelentes perfiles de seguridad y tolerabilidad mejorada, pero no provocan respuestas inmunitarias fuertes sin la adición de adyuvantes.
Los adyuvantes son sustancias añadidas a la formulación de la vacuna que pretenden potenciar la respuesta inmunitaria humoral y/o mediada por células frente al antígeno. Se pueden utilizar para mejorar la magnitud y el tipo de respuesta inmunitaria específica de antígeno. Por lo que sabemos, nuestros resultados demuestran por primera vez el efecto adyuvante causado por GHRP-6 para mejorar la respuesta inmunitaria en los peces.
La grelina se ha estudiado principalmente en vertebrados; por lo tanto, se sabe poco sobre su papel en los invertebrados, incluidos los crustáceos. Primero evaluamos el efecto de la inyección de GHRP-6 sobre el consumo de alimento en camarones y sus efectos sobre el crecimiento de camarones cuando el péptido se administró mediante baños de inmersión sucesivos. GHRP-6 aumentó la ingesta de alimento, el peso corporal y el tamaño, el número de espinas rostrales y branquias, la concentración de proteínas y el número de hemocitos en los camarones tratados.
Figura 3. Experimento de crecimiento en postlarvas de Litopenaeus vannamei en etapa 15 sumergidas en el análogo de grelina GHRP-6 durante un período de 35 días. Eje izquierdo: peso corporal (w en la leyenda) en gramos (g). Eje derecho: tamaño (s en la leyenda) en centímetros (cm).
Figura 4. (a) Concentración de proteína total en homogeneizados de camarones. ( b ) Número total de hemocitos en la hemolinfa del camarón a los 35 días del experimento de crecimiento de Litopenaeus vannamei. El grupo tratado con GHRP-6 recibió 200 lg de GHRP-6 por litro de agua (200 lg L 1 ), y el grupo no tratado recibió solo la reducción en el volumen de agua similar al grupo tratado. Los datos se representan como media + desviación estándar, N = 10. Los asteriscos representan diferencias estadísticamente significativas: *(P < 0,05), ***(P < 0,001). Se realizó una prueba t no pareada.
Figura 2: Parámetros inmunológicos en homogeneizados de larvas a los 21 días del inicio del experimento: Títulos de hemaglutinación para lectinas (A) y linfocitos intraepiteliales (B). Se ensayaron dos dosis diferentes: 100 μg de GHRP-6/kg de alimento y 500 μg de GHRP-6/kg de alimento. Se alimentó a un grupo de control con el mismo alimento pero sin el péptido y se trató en condiciones similares. Los datos se representan como media + desviación estándar. Los datos se analizaron mediante la prueba de Kruskal-Wallis seguida de la prueba de comparación múltiple de Dunn. Los asteriscos representan diferencias estadísticamente significativas: (*) p b 0,05; (**) p b 0,01
La imagen de arriba corresponde a muestras a los 35 días de tratamiento. Se pesaron y clasificaron muestras de 50 animales a los 0, 7, 14, 21, 28 y 35 días. Los datos se representan como media + desviación estándar. El grupo tratado con GHRP-6 recibió 200 lg de GHRP-6 por litro de agua (200 lg L 1), y el grupo no tratado recibió solo la reducción en el volumen de agua similar al grupo tratado. Los asteriscos representan diferencias estadísticamente significativas: *(P < 0,05); ***(P < 0,001). Se realizó una prueba de Mann-Whitney.
También evaluamos la captación y eliminación de péptidos en una farmacocinética, usando [H3] GHRP-6 administrado a postlarvas. Dada una exposición limitada y una eliminación eficiente de la radiactividad asociada al péptido de las larvas, nuestros hallazgos sugirieron que los seres humanos pueden consumir Litopenaeus vannamei tratado con GHRP-6 de manera segura después de las aplicaciones acuícolas.
Estos resultados proponen que GHRP-6 podría ser una herramienta adicional para estudiar la fisiología del crecimiento en crustáceos y también un candidato prometedor para el desarrollo de un nuevo producto biotecnológico para mejorar el crecimiento y la calidad de camarones y peces.
Apoyo científico:
Articulo 1
La administración oral del secretagogo-6 de la hormona del crecimiento (GHRP-6) mejora el crecimiento y las respuestas inmunitarias no específicas en la tilapia (Oreochromis sp.). Rebeca Martínez, Yamila Carpio, Antonio Morales, Juana María Lugo, Fidel Herrera, Claudina Zaldívar, Olimpia Carrillo, Amílcar Arenal, Eulogio Pimentel, Mario Pablo Estrada. Acuicultura 452 (2016) 304–310.
Artículo 2
Mejora significativa del rendimiento del crecimiento del camarón mediante tratamientos de inmersión con el péptido 6 liberador de la hormona del crecimiento. Rebeca Martínez*, Yamila Carpio*, Amílcar Arenal, Juana María Lugo, Reynold Morales, Leonardo Martín, Ramón Franco Rodríguez, Jannel Acosta, Antonio Morales, Jorge Duconge, Mario Pablo Estrada. (*) Ambos autores contribuyen por igual a este trabajo. Investigación en Acuicultura. (2017)