As interações patógeno-hospedeiro são complexas, dinâmicas e muitas vezes mal compreendidas em espécies de interesse para a conservação. Compreender os factores genéticos do hospedeiro que contribuem para a patogénese, incluindo a susceptibilidade e a resistência, é essential na preservação de espécies ameaçadas. O coala, um icónico marsupial australiano, está a enfrentar um declínio populacional dramático, resultando na lista de algumas populações como “Em Perigo”, com contínuos desafios ambientais e patogénicos. Clamidiose, causada pela bactéria Clamídia pecorumé uma das doenças infecciosas mais comuns que afetam os coalas, afetando gravemente a saúde e a fertilidade. A bactéria infecta as células da mucosa dos tratos ocular e urogenital, causando inflamação e fibrose dos locais de infecção, muitas vezes levando a cistos para-ovarianos e infertilidade. Muitos fatores do hospedeiro, patógenos e ambientais têm sido associados aos resultados da clamidiose; no entanto, a genética do hospedeiro tem sido um foco recente nos estudos da doença.
O Complexo Principal de Histocompatibilidade (MHC) é um componente chave da resposta imune, responsável pela apresentação de antígenos às células T CD4. Presume-se que a diversidade do MHC influencia as respostas imunológicas, através de um repertório aumentado de regiões de ligação a peptídeos. Supõe-se que o aumento da diversidade das subfamílias DA e DB beta do MHCII reflete as pressões de seleção nos coalas. Embora o MHCII tenha sido associado à clamidiose em várias espécies, incluindo coalas, estes resultados diferem entre os estudos e o papel do MHC permanece obscuro. É possível que diferenças nas metodologias de amostragem, experimentais e de análise representadas na literatura, bem como a complexidade da definição de doenças em estudos sobre a vida selvagem possam ter causado estes resultados ambíguos.
Durante este estudo, utilizamos sequenciamento profundo de amplicon de alto rendimento de coalas selvagens da região de Gunnedah, em Nova Gales do Sul, para explorar variantes dos genes MHCII DAB e DBB. Os coalas da região de Gunnedah foram extensivamente estudados nas últimas décadas e mostraram um aumento notável na prevalência de clamidiose e sinais clínicos graves nos últimos 10 anos, juntamente com um declínio dramático no número da população, proporcionando uma oportunidade única para explorar doenças nestes países. condições naturais adversas. Observou-se que muitas mulheres em Gunnedah desenvolveram cistos para-ovarianos resultantes de clamidiose, uma causa potencial do declínio populacional através da redução da infertilidade na população reprodutora. Essas fêmeas de coalas “inférteis” foram comparadas com coalas fêmeas “férteis” do mesmo native que continuaram a gerar filhotes, para fornecer doenças bem definidas e grupos de controle. Como esta população foi estudada longitudinalmente, pudemos comparar os resultados de um estudo semelhante1 na mesma população coletada 10 anos antes, bem como comparar um grupo de coalas juvenis com a coorte de adultos, para explorar mudanças geracionais e possíveis pressões de seleção de doenças nos loci MHCII.
Principais descobertas
A seleção geracional de variantes aumentadas do MHC por indivíduo pode ter sido detectada nesta população, apoiando a hipótese anterior de vantagens do aumento da diversidade no MHC. Ao comparar resultados de um estudo anterior1houve um aumento significativo no número médio de alelos DAB por indivíduo no presente estudo e uma diferença significativa na frequência alélica do DAB. No entanto, o oposto também foi observado ao comparar coortes de idade: os coalas juvenis tiveram um número significativamente reduzido de alelos DBB em comparação com os adultos. Em ambos os contextos, as coortes com maior número médio de variantes do MHC foram aquelas com maior tamanho de amostra, o que pode ser resultado de viés de amostragem ou acaso, em vez de seleção geracional.
O MHCII DAB pode ter um impacto na infertilidade induzida pela clamidiose, apoiando pesquisas anteriores. A frequência alélica dos loci DAB foi significativamente diferente entre os grupos de doenças inférteis e férteis, no entanto, os alelos individuais que contribuem para esta diferença não puderam ser identificados, possivelmente devido ao pequeno tamanho da amostra resultante dos rigorosos critérios de inclusão das definições de doenças.
Desafios
A região do MHC é notavelmente complexa e altamente variável entre os indivíduos. Alguns genes do MHC aparecem frequentemente em múltiplas cópias, dificultando a atribuição de alelos aos loci correspondentes, criando barreiras para tirar conclusões definitivas. É aqui que o sequenciamento de leitura longa e o sequenciamento do genoma completo podem ser utilizados para revelar a verdadeira variação dessas regiões complexas.
No contexto dos estudos da vida selvagem, outro desafio enfrentado é o acesso limitado às amostras e as incertezas inerentes às doenças naturais. O uso de grupos de doenças bem definidos não resolveu a ambigüidade das definições de doenças observadas em pesquisas anteriores e limitou ainda mais o tamanho das nossas amostras. Uma solução para tais desafios poderia ser a utilização da monitorização longitudinal de várias populações de coalas em toda a sua área de distribuição, juntamente com uma recolha de dados consistente, proporcionando grupos comparativos mais fiáveis para a investigação genética.
Direções Futuras
As descobertas deste estudo sugerem que, embora as variantes do MHCII provavelmente tenham um papel nas respostas imunes dos coalas à clamidiose, a descoberta de uma patogênese tão complexa requer uma mudança dos estudos de associação de um único gene para abordagens mais holísticas. Estudos futuros devem considerar a utilização de abordagens multifatoriais, como estudos de associação genômica ampla, utilizando dados longitudinais de múltiplas populações, para fornecer uma compreensão abrangente das múltiplas vias genéticas envolvidas em interações imunológicas complexas e nos resultados subjacentes da clamidiose em coalas. Este estudo destaca a natureza complexa da patogênese em contextos de vida selvagem e fornece um guia para futuras investigações do envolvimento genético do hospedeiro na clamidiose do coala, para informar a conservação direcionada do coala em toda a sua diversidade e contextos hospedeiro-patógeno-ambiente.
Referências
- Lau, Q., Jaratlerdsiri, W., Griffith, JE, Gongora, J. & Higgins, DP MHC classe II diversidade de populações de coalas (Phascolarctos cinereus) em toda a sua distribuição. Hereditariedade (Edinb) 113287-296 (2014). https://doi.org:10.1038/hdy.2014.30
