Mitogenómica y relaciones filogenéticas de especies del género Biomphalaria Preston, 1910 (Gastropoda: Planorbidae), potenciales hospedadoras intermediarias de esquistosomiasis en...

• Autores: Guzmán, Leila Belén
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Vogler, Roberto Eugenio; Rumi Macchi Zubiaurre, Alejandra; Chiappero, Marina Beatriz; Gutiérrez Gregoric, Diego Eduardo; Darrigran, Gustavo Alberto
• Materia: Ciencias Naturales; Esquistosomiasis; Caracoles dulceacuícolas; ADN mitocondrial; Filogenética; Genoma mitocondrial
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

La esquistosomiasis es una enfermedad parasitaria que afecta a millones de personas en todo el mundo, causada por trematodos del género Schistosoma. En América, Schistosoma mansoni constituye el único agente etiológico, cuya transmisión involucra a caracoles dulceacuícolas del género Biomphalaria como hospedadores intermediarios. En la Argentina, si bien no se han registrado focos autóctonos del parásito, la presencia de especies del género Biomphalaria potencialmente susceptibles a la infección, junto con la escasa disponibilidad de estudios genéticos a partir de material local, subraya la importancia de su estudio. La presente tesis se centró en la caracterización morfológica, molecular y mitogenómica de especies del género Biomphalaria distribuidas en territorio argentino y con relevancia epidemiológica potencial, en particular B. tenagophila, B. aff. straminea, B. peregrina pertenecientes a distintos linajes genéticos, y B. orbignyi. Asimismo, los datos mitogenómicos generados fueron empleados en la reconstrucción de las relaciones filogenéticas entre especies del género Biomphalaria y otras especies del superorden Hygrophila, con el objetivo de aportar al conocimiento taxonómico, evolutivo y filogenético de estos moluscos, además de generar recursos genómicos valiosos para el desarrollo de herramientas moleculares en investigaciones futuras. Para la identificación específica de los ejemplares analizados se aplicó una estrategia de taxonomía iterativa, que incluyó el examen morfológico de la concha y del sistema reproductor, análisis moleculares mediante PCR-RFLP, y comparación de secuencias barcode de ADN. Estos enfoques complementarios permitieron contrastar y confirmar las determinaciones morfológicas. Los resultados obtenidos confirmaron la identidad específica de individuos de siete lotes de Biomphalaria, cuyas muestras fueron posteriormente seleccionadas para la secuenciación completa de sus genomas mitocondriales utilizando tecnología de secuenciación de nueva generación. Seis mitogenomas fueron ensamblados y circularizados mediante análisis bioinformáticos a partir de datos obtenidos con la plataforma Illumina HiSeq. Los análisis posteriores comprendieron la anotación de los genes mitocondriales —13 genes codificantes de proteínas, dos genes de ARN ribosómico y 22 genes de ARN de transferencia—, el estudio de su organización génica, la comparación de regiones intergénicas y solapamientos, así como el análisis de composición y sesgos nucleotídicos, uso de codones, tasas de evolución y diversidad nucleotídica. Adicionalmente, se caracterizaron las posibles estructuras secundarias de los genes de ARNt. Los resultados indicaron que los mitogenomas de Biomphalaria presentan tamaños dentro del rango esperado para moluscos gasterópodos, aunque con una notable variabilidad en la extensión de las regiones intergénicas no codificantes. En particular, tres mitogenomas correspondientes a B. peregrina exhibieron regiones intergénicas superiores a 200 pb, una característica inusual entre los Hygrophila. Estas regiones podrían contener estructuras secundarias con funciones regulatorias no conservadas, como potenciales orígenes de replicación del ADN. En todos los genomas de Biomphalaria analizados se observó una elevada composición A+T, junto con sesgos negativos de AT y positivos de GC, un patrón coincidente con lo reportado en otros moluscos y que podría deberse a una inversión del origen de replicación. En cuanto a los genes codificantes, se identificó una marcada preferencia por ciertos codones, como UUA y UUU, en concordancia con la composición nucleotídica, y se evidenció presión de selección purificadora en la mayoría de ellos. La diversidad nucleotídica varió entre genes, siendo mayor en genes como nad2 y cox3, y menor en genes como cox1, en línea con su conservación y uso frecuente como marcador mitocondrial. A partir de los mitogenomas generados en este trabajo, junto con secuencias de referencia disponibles para el género Biomphalaria y otras especies del superorden Hygrophila, se construyeron matrices de datos considerando distintos criterios de partición y modelos evolutivos, según los métodos de inferencia a emplear (máxima verosimilitud e inferencia Bayesiana). Previamente, se evaluó la heterogeneidad composicional y la saturación de sustituciones, con el objetivo de asegurar la robustez de las inferencias filogenéticas. Los análisis resultantes permitieron recuperar de manera consistente al género Biomphalaria como un grupo bien definido dentro de la familia Planorbidae. En particular, se confirmó la estrecha relación filogenética entre B. glabrata y especies africanas como B. pfeifferi, B. choanomphala y B. sudanica, mientras que B. peregrina se posicionó como un linaje basal, patrón que ya había sido propuesto en estudios previos. Aunque las inferencias se basan únicamente en datos mitocondriales —y podrían variar con la inclusión de marcadores nucleares—, los altos valores de soporte obtenidos, superiores a los reportados en estudios previos con otros tipos de datos, refuerzan la solidez de los resultados. En un marco más amplio, los análisis revelaron que la familia Planorbidae, donde tradicionalmente se agrupa al género Biomphalaria, no constituye un clado monofilético, dado que representantes de Bulinidae fueron recuperados en su interior, replicando patrones de polifilia ya documentados. Esta situación ha motivado distintas propuestas taxonómicas, entre ellas el restablecimiento de Ancylidae como familia independiente, o la reversión de la elevación de Bulinidae al rango de familia. A pesar de estas controversias, los resultados obtenidos en esta tesis destacan el potencial del enfoque mitogenómico para dilucidar relaciones filogenéticas complejas. En cuanto a las distancias genéticas estimadas, se registraron altos niveles de divergencia interespecífica, y en algunos casos los valores intraespecíficos fueron comparables a los interespecíficos, lo que sugiere la posible existencia de linajes crípticos no descritos. La comparación del ordenamiento génico mitocondrial entre especies de Hygrophila mostró una plasticidad variable, aunque en el caso de Biomphalaria se evidenció una organización altamente conservada entre las especies analizadas. La notable similitud en el orden génico mitocondrial entre Biomphalaria y Bulinus (Bulinidae), en contraste con el patrón observado en Ancylinae, respalda la hipótesis de una relación filogenética cercana entre ambos géneros y refuerza la discusión sobre la posible reclasificación de Bulinidae como subfamilia dentro de Planorbidae. En conjunto, estos hallazgos resaltan el potencial del ordenamiento mitogenómico como herramienta complementaria en estudios filogenéticos y taxonómicos dentro del superorden Hygrophila. Esta tesis representa un aporte original y significativo al estudio de la sistemática y filogenia del género Biomphalaria, al integrar enfoques morfológicos, moleculares y mitogenómicos aplicados a diversas especies con distribución en la Argentina. Entre sus principales contribuciones, se destacan la primera caracterización completa de los genomas mitocondriales de B. peregrina y B. orbignyi, así como la incorporación por primera vez de B. orbignyi en un análisis filogenético basado en datos moleculares. Los resultados obtenidos refuerzan el valor de los genomas mitocondriales completos como herramienta para las inferencias filogenéticas dentro de Hygrophila y Biomphalaria, al tiempo que incrementan el número de referencias mitogenómicas disponibles para linajes sudamericanos. Asimismo, amplían el conocimiento sobre la diversidad genética y genómica del género y establecen una base sólida para futuras investigaciones orientadas al monitoreo ambiental, la vigilancia epidemiológica y la conservación de la biodiversidad acuática.
Doctor en Ciencias Naturales
Universidad Nacional de La Plata
Facultad de Ciencias Naturales y Museo