ES2525509B1 - Procedimiento y kit de diagnóstico de epidermólisis bullosa juntural en ganado ovino - Google Patents

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Abstract

Procedimiento y kit de diagnóstico de epidermólisis bullosa juntural en ganado ovino.# Procedimiento de diagnóstico de epidermólisis bullosa juntural en ganado ovino que comprende la detección de la presencia o ausencia de un fragmento de ADN del gen ITGB4 ovino, identificado por la secuencia de nucleótidos ccac, en una muestra biológica obtenida de ganado ovino. Kit para realizar este procedimiento, que comprende los cebadores identificados por las secuencias SEQ ID NO: 1 y SEQ ID NO: 2.

Description



imagen1
PROCEDIMIENTO Y KIT DE DIAGNÓSTICO DE EPIDERMÓLISIS BULLOSA JUNTURAL EN GANADO OVINO
DESCRIPCIÓN
5
CAMPO DE LA INVENCIÓN
El campo de la invención es el diagnóstico de enfermedades genéticas de herencia mendeliana simple (monogénica) en animales domésticos. En particular, la presente
10 invención se refiere a la detección de la mutación responsable de la enfermedad genética denominada epidermólisis bullosa juntural o de la unión en el ganado ovino y al método de determinación del estatus genético de un individuo (sano, portador, enfermo) en relación con esta enfermedad.
15 ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El término epidermólisis bullosa hereditaria incluye una serie de procesos de base genética cuyo rasgo común es una marcada fragilidad de la piel y mucosas que desencadena la facilidad para desarrollar ampollas y úlceras por trauma o roce.
20 Existen diversos tipos de epidermólisis bullosa siendo la clasificación más aceptada la que distingue tres tipos principales: (i) epidermólisis bullosa simple, donde se producen ampollas intraepidérmicas que curan sin cicatriz, (ii) epidermólisis bullosa de la unión o juntural en la que las ampollas se deben a una formación anormal de los componentes de los
25 hemidesmosomas, lo que da lugar a roturas a nivel de la lámina lúcida, y (iii) epidermólisis bullosa distrófica, que se produce a nivel de la lámina basal epidérmica, y en la que las ampollas subepidérmicas se reparan con cicatrices distróficas.
En el ganado ovino de raza Black Headed Mutton (BHM) se ha descrito recientemente una
30 mutación en el gen LAMC2, que codifica para la laminina subunidad gamma-2 (Mömke S. et al., 2011. A frameshift mutation within LAMC2 is responsible for Herlitz type junctional epidermolysis bullosa (HJEB) in black headed mutton sheep. PLoS One 6(5):e18943). Sin embargo, existen otros genes que pueden causar la EBJ como es el caso del LAMA3, LAMB3, COL17A1, ITGB4 e ITGA6 (Siañez-González C. et al., 2009. Epidermólisis
35 ampollosa congénita: revisión del tema. Actas Dermosifiliográficas 100(10):842-56).
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imagen2
El procedimiento diagnóstico de la EBJ descrito en la presente invención se basa en la identificación de una mutación asociada a la enfermedad EBJ en un fragmento del gen ITGB4, que codifica para la proteína Integrina-beta 4. La Integrina-beta 4 es una proteína expresada principalmente en la membrana basal epitelial formando parte de la placa externa de los hemidesmosomas. Esta proteína contribuye a la estabilidad de la unión de la epidermis con la membrana basal subyacente.
Según la base de datos Online Mendelian Inheritance in Men (OMIM), las mutaciones en el gen ITGB4 se relacionan principalmente con tres fenotipos: Epidermolisis bullosa de manos y pies (OMIM: 131800), epidermólisis bullosa juntural, tipo non-Herlitz (OMIM:226650) y epidermólisis bullosa juntural con atresia pilórica (OMIM:226730).
El gen ITGB4 está situado en el cromosoma ovino 11 (OAR11), en la región 54.848.050
54.874.496 pb según la versión Oarv3.1 del genoma ovino (http://www.ensembl.org/Ovis_aries/Info/Index), y está organizado en un total de 38 exones (GenBank Acc. no.: KP025765).
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Una realización es un procedimiento de diagnóstico de epidermólisis bullosa juntural en ganado ovino que comprende la detección de la presencia o ausencia de un fragmento de ADN del gen ITGB4 ovino, identificado por la secuencia de nucleótidos ccac, en una muestra biológica obtenida de ganado ovino, en adelante procedimiento de la invención.
El fragmento de ADN identificado por la secuencia de nucleótidos ccac corresponde a una deleción de 4 pb entre las posiciones 4412 y 4415 de la secuencia codificante del ARNm del gen ITGB4 ovino disponible en GenBank (Acc. no. KP025765) correspondiente a las posiciones 54849767 y 54849770 pb en la secuencia de ADN del genoma ovino (Oarv3.1), en el exón 33 (posiciones 30204 a 30207), según la anotación del gen disponible en GenBank (Acc. no. KP025765). Esta deleción se ha identificado por primera vez en la presente invención como responsable de la epidermólisis bullosa juntural en oveja, mediante un estudio comparado de la secuencia codificante de este gen en animales enfermos y sanos.
El procedimiento de la invención permite detectar individuos sanos portadores de la enfermedad. Dichos portadores serán heterocigotos para la deleción de 4 pb localizada en el 3
imagen3
exón 33 del gen, es decir tendrán una copia del gen completa y otra copia portadora de la deleción.
Otra realización es el procedimiento de la invención, donde dicha detección se realiza con 5 un biosensor o microarray.
Otra realización es el procedimiento de la invención, que comprende:
(a) amplificar por PCR en dicha muestra biológica un fragmento de ADN situado entre los cebadores con una identidad de al menos 80% respecto a las secuencias SEQ ID NO: 1 y 2,
10 (b) determinar el número y tamaño de los fragmentos de ADN resultantes de dicha amplificación y
(c) realizar un diagnóstico de epidermólisis bullosa juntural a partir de la información obtenida en el paso (b).
15 En la presente solicitud, dicho porcentaje de identidad en una secuencia determinada se calcula teniendo en cuenta que un 80% de identidad significa que un 80% de residuos de la secuencia completa de los cebadores identificados por las secuencias SEQ ID NO: 1 y 2 son idénticos a los residuos de la secuencia determinada.
20 Otra realización es el procedimiento de la invención, donde en la etapa (b) el número y tamaño de los fragmentos de ADN se determina por electroforesis.
Otra realización es el procedimiento de la invención, en el que antes de la etapa (a) se realiza una extracción de ADN de dicha muestra biológica.
25 La extracción del ADN a partir de estas muestras se puede realizar por métodos como el fenol-cloroformo descrito en Sambrook, 1989 (Sambrook, J. et. al., 1989, Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 2nd edition. New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press); por el método “Salting out” descrito en Miller, 1988 (MILLER, S.A. et al, 1988. A simple salting out
30 procedure for extracting DNA from human nucleated cells. Nucleic acids research, 16(3), pp. 1215) en el caso del semen o la utilización de Chelex-100 (BioRad Laboratories, Hercules, CA) para la extracción a partir de muestras de pelo. La extracción del ADN también se puede realizar utilizando Kits comerciales de extracción de ADN, sobre todo para muestras de saliva o de muestras de flujo nasal en las que se parte de una escasa cantidad de células
35 nucleadas.
imagen4
Otra realización es el procedimiento de la invención, donde dicha identidad de secuencia es de al menos 90%.
Otra realización es el procedimiento de la invención, donde dichos cebadores están 5 identificados por las secuencias SEQ ID NO: 2 y SEQ ID NO: 3.
Otra realización es el procedimiento de la invención, donde al menos uno de dichos cebadores está unido a una molécula marcadora. En una realización particular, dicha molécula marcadora está seleccionada del grupo compuesto por 6-carboxi-fluoresceína,
10 hexacloro-fluoresceína y tetracloro-fluoresceína. Estas moléculas marcadores podrían ser reemplazadas por otros moléculas marcadoras.
Otra realización es el procedimiento de la invención, donde dicha muestra biológica está seleccionada del grupo compuesto por pelo, tejido, célula o fluido biológico.
15
Otra realización es el procedimiento de la invención, donde dicho fluido biológico está seleccionado del grupo compuesto por saliva, leche, suero, plasma sanguíneo, sangre, semen y fluido nasal.
20 Otra realización es un kit para realizar el procedimiento de la invención, que comprende los cebadores identificados por las secuencias SEQ ID NO: 1 y SEQ ID NO: 2.
El procedimiento de la invención constituye un método sencillo, rápido y económico de detección de animales portadores, evitando que animales heterocigotos puedan 25 seleccionarse para reposición en el rebaño y ser incluidos en el programa de mejora correspondiente, hechos que favorecerían la diseminación de la enfermedad.
El procedimiento de la invención puede utilizarse también para la detección de animales portadores en el caso de cruzamientos programados para obtener animales que sirvan 30 como modelo animal en el estudio de la enfermedad.
El procedimiento de la invención puede aplicarse a corderos que presenten lesiones cutáneas compatibles con la enfermedad con el fin de descartarla sin necesidad de realizar una necropsia.
35
TEXTO LIBRE DE LA LISTA DE SECUENCIAS 5
imagen5
A continuación se aporta una traducción del texto libre en inglés que aparece en la lista de secuencias.
5 SEQ ID NO: 1. Cebador sentido para PCR. SEQ ID NO: 2. Cebador antisentido para PCR. SEQ ID NO: 3. Fragmento del gen salvaje ovino ITGB4. 89..238 Exón 33 152..155 Fragmento de deleción
10 SEQ ID NO: 4. Fragmento del gen ovino ITGB4 resultante de la deleción. 89..234 Exón 33
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
15 Figura 1. Se muestran los resultados para 4 muestras procesadas mediante una electroforesis en gel de poliacrilamida en un secuenciador semiautomático y analizadas posteriormente con un programa de análisis de fragmentos. De arriba abajo se muestran los resultados del análisis para cuatro muestras.
20 En la primera de las muestras se obtuvo un único pico de 239 pb, que indica genotipo homocigoto para la deleción de 4 pb (del/del), únicamente identificable en individuos afectados por la enfermedad.
En la segunda y cuarta muestra se identificaron dos picos de 243 y 239 pb, que indican
25 genotipo heterocigoto para la deleción (+/del), correspondiente a animales sanos pero portadores.
En la tercera muestra se observó un único pico con un tamaño estimado de 243 pb, que indica genotipo homocigoto para el alelo salvaje (+/+), y por tanto animal sano y no portador.
30
MODOS DE REALIZACIÓN PREFERENTE
Ejemplo 1. Diagnóstico genético de animales afectados por epidermólisis bullosa juntural y animales portadores de dicha enfermedad
35
imagen6
En varias explotaciones ganaderas nacieron corderos con lesiones cutáneas, erosiones y úlceras en piel así como en las membranas mucosas. Los corderos afectados fueron eutanasiados debido al deterioro de su condición. La microscopía electrónica mostró que las separaciones de la unión dermoepidérmica se localizaron en la lámina lúcida de la
5 membrana basal.
Se realizaron análisis anatomopatológicos correspondientes y se descartó la posible afección por otro tipo de enfermedades vesiculosas y ampollosas de la piel tales como los otros subtipos de epidermólisis bullosa (simple y distrófica), infecciones cutáneas por
10 estafilococos, pénfigo bulloso etc. A continuación se realizó un análisis del pedigrí de los animales afectados mediante marcadores microsatélite siguiendo el protocolo descrito en GLOWATZKI-MULLIS, M.L. et al, 2007. Cost-effective parentage verification with 17-plex PCR for goats and 19-plex PCR for sheep. Animal Genetics, 38(1), pp. 86-88. Tanto los análisis anatomopatológicos como los genéticos concluyeron que los animales sufrían
15 epidermólisis bullosa juntural.
Extracción del ADN a partir de la muestra biológica obtenida del animal en estudio.
En el presente ejemplo se utilizaron 4 de los corderos enfermos, las madres de los mismos
20 (clasificadas como portadoras) y 30 machos de los que no se conocía el estatus genético. La extracción de DNA se realizó a partir de sangre por el método de “Salting out” descrito en Miller, 1988.
Diseño de los cebadores
25 Los cebadores se diseñaron específicamente con el programa Primer3 (http://frodo.wi.mit.edu/primer3), a partir de la secuencia del genoma ovino v3.1. Así se partió de una región de 243 pb que incluía el Exon 33, 88 bp de la región intrónica anterior y 5 pb de la región intrónica posterior al mismo.
30 Se seleccionó una pareja de cebadores, cebador sentido, identificado con la secuencia SEQ ID NO: 1 y cebador antisentido, identificado con la secuencia SEQ ID NO: 2.
El tamaño del fragmento amplificado con esta pareja de cebadores fue 243 bp para la
35 secuencia salvaje o no mutada, dicho fragmento incluye la secuencia completa del exón 33 (150 pb), 88 bp de la región intrónica anterior y 5 pb de la región intrónica posterior al mismo. En el caso de la presencia de la deleción de 4 pb el tamaño del amplicón fue de 239 pb.
imagen7
Uno de los cebadores, en concreto el cebador antisentido SEQ ID NO: 2 se marcó con
5 fluorocromo 6-fam; la presencia de un cebador marcado nos permitirá determinar la longitud de los fragmentos para así identificar los distintos genotipos (homocigoto normal, homocigoto para la deleción y heterocigoto) mediante fluorescencia en el gel de poliacrilamida.
10 Amplificación del ADN
Se realizó la amplificación del fragmento de ADN mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). En este estudio, las reacciones de PCR estuvieron constituidas por un 80% de lo que denominamos “mezcla”, mientras que otro 20% fue de ADN total (10-30
15 ng/ml). La “mezcla” estuvo constituida por un 1X de tampón 10X (Gold Applied Biosystem, AB), MgCl2 (de 1,5 µM a 2,5 µM), dNTPs (480 µM), los cebadores diseñados específicamente para la amplificación del fragmento de ADN de interés (0,5 µM), betaína (0,25 M), dH2O y la encima polimerasa (AmpliTaq GoldTM de AB) (5 U/ml).
20 La amplificación se llevó a cabo en un termociclador automático (GeneAmp® PCR System 9700, AB). Los ciclos de temperatura siempre se vieron precedidos de un paso de desnaturalización a 96ºC durante 5 minutos. Posteriormente se realizaron 40 ciclos, estando cada uno compuesto de 3 pasos:
25 -Desnaturalización del ADN: 96ºC, 30s. -Hibridación de los cebadores con el ADN: 58ºC, 45 s. -Síntesis de ADN: 72ºC, 40 s.
El último ciclo finalizó en todos los casos con una extensión final de 10 minutos a 72ºC.
30 Separación y visualización del fragmento o fragmentos amplificados por electroforesis en gel de poliacrilamida en un secuenciador semiautomático.
Una vez que se amplificaron los fragmentos mediante la técnica de PCR las muestras fueron
35 preparadas para ser introducidas en el secuenciador. Para ello se cogieron 1.5 µl del producto de la PCR y este fue diluido en 20 µl de H2O mQ. Una vez realizada la dilución se añaden 1.5 µl de la misma a una mezcla de 10 µl de formamida y 0.75 µl del marcador estándar de tamaño.
imagen8
Para la detección de los fragmentos, 12 µl de las mezcla anterior se cargaron en un 5 secuenciador semiautomático ABI PRISM 3130 (Applied BioSystems). Posteriormente los fragmentos fueron analizados mediante un programa de análisis de fragmentos.
Los resultados obtenidos permitieron agrupar a las muestras en los siguientes grupos:
10 -Un único pico de 243 pb, que indica genotipo homocigoto para el alelo salvaje (+/+), y por tanto animales sanos y no portadores.
-Un único pico con un tamaño estimado de 239 pb, que indica genotipo homocigoto para la deleción de 4 pb (del/del), únicamente identificable en individuos afectados por la enfermedad.
15 -Dos picos de 243 y 239 pb, que indican genotipo heterocigoto para la deleción (+/del), correspondiente a animales sanos pero portadores.

Claims (11)



  1. imagen1
    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento de diagnóstico de epidermólisis bullosa juntural en ganado ovino que comprende la detección de la presencia o ausencia de un fragmento de ADN del gen
    5 ITGB4 ovino, identificado por la secuencia de nucleótidos ccac, en una muestra biológica obtenida de ganado ovino.
  2. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende:
    (a) amplificar por PCR en dicha muestra biológica un fragmento de ADN situado entre
    los cebadores con una identidad de al menos 80% respecto a las secuencias SEQ ID 10 NO:1 y2,
    (b)
    determinar el número y tamaño de los fragmentos de ADN resultantes de dicha amplificación y
    (c)
    realizar un diagnóstico de epidermólisis bullosa juntural a partir de la información obtenida en el paso (b).
    15 3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por que antes de la etapa (a) se realiza una extracción de ADN de dicha muestra biológica.
  3. 4. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por que dicha identidad de secuencia es de al menos 90%.
  4. 5. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por que dichos cebadores están 20 identificados por las secuencias SEQ ID NO: 1 y SEQ ID NO: 2.
  5. 6.
    Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por que al menos uno de dichos cebadores está unido a una molécula marcadora.
  6. 7.
    Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que dicha molécula
    marcadora está seleccionada del grupo compuesto por 6-carboxi-fluoresceína, 25 hexacloro-fluoresceína y tetracloro-fluoresceína.
  7. 8.
    Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que dicha detección se realiza con un biosensor o microarray.
  8. 9.
    Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por que en la etapa (b) el número y tamaño de los fragmentos de ADN se determina por electroforesis.
    30 10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que dicha muestra biológica está seleccionada del grupo compuesto por pelo, tejido, célula o fluido biológico.
  9. 11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por que dicho fluido biológico
    está seleccionado del grupo compuesto por saliva, leche, suero, plasma sanguíneo, 35 sangre, semen y fluido nasal.
    10
    imagen2
  10. 12. Kit para realizar el procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por que comprende los cebadores identificados por las secuencias SEQ ID NO: 1 y SEQ ID NO:
  11. 2.
    11
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