Análisis de la Melanosis Focal en Salmón del Atlántico (Salmo Salar): Una Aproximación al Perfil de Expresión Génica de la Respuesta Inmune y Homeostasis Celular

Abstract

Focal Melanosis (FM), known as "Black Spots," is an anomalous pigmentation in the skeletal muscle of Atlantic salmon (Salmo salar), characterized by the accumulation of melanomacrophages. Its etiology is multifactorial and represents a significant challenge for the aquaculture industry due to its impact on product quality and the consequent economic losses. Given the incipient knowledge about its molecular pathogenesis, this study aimed to investigate its genetic basis, identifying and validating the expression of key genes related to the immune response and cellular homeostasis.

By means of RNA sequencing (RNA-seq) on samples of salmon with and without melanosis, a drastic alteration in the transcriptomic profile was found, showing a clear activation of the immune response and inflammation. The bioinformatic analysis revealed a segregation of gene expression profiles, confirming that melanosis is not a superficial phenomenon but a condition with a systemic impact at the molecular level.

Although the validation by qPCR did not show significant differences due to high biological variability, the CR1 gene showed an upward trend in samples with melanosis, suggesting a possible activation of the immune system in response to the pathology.

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1.1. Contexto Global de la Acuicultura

La acuicultura se ha consolidado como una de las industrias alimentarias de mayor crecimiento a nivel mundial, desempeñando un papel esencial en la seguridad alimentaria y el desarrollo económico de numerosos países, tanto en Europa como en Sudamérica. En su informe Perspectivas Alimentarias de noviembre de 2024, la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) proyectó un ligero aumento del 1,0 % en el volumen del comercio mundial de productos acuáticos respecto a 2023. No obstante, se anticipa una disminución del 1,2 % en términos de valor, atribuida al estancamiento de la demanda en los principales mercados, como la Unión Europea, China, Estados Unidos y Japón. La fragilidad en la confianza de los consumidores y la persistente incertidumbre económica han debilitado el consumo de alimentos acuáticos de origen animal. En el caso particular de China, el crecimiento sostenido de su producción acuícola ha impulsado el consumo interno, reduciendo así la necesidad de importaciones (FAO, 2024).

Dentro de este escenario global, la salmonicultura ha emergido como uno de los sectores más dinámicos y rentables de la acuicultura. Según datos de la FAO (2024), en 2022 la producción total de productos acuáticos alcanzó los 223,2 millones de toneladas, de las cuales 130,9 millones provinieron de la acuicultura, superando por primera vez a la pesca de captura en volumen. Este hito refleja el creciente protagonismo de la acuicultura como fuente sostenible de proteína animal, con un valor económico global estimado en USD 452 mil millones, de los cuales USD 296 mil millones corresponden exclusivamente a la producción acuícola.

1.2. La Salmonicultura: Un Sector Estratégico

En este contexto, el salmón del Atlántico (Salmo salar) destaca por su alta demanda internacional, valor nutricional y eficiencia productiva. Entre enero y septiembre de 2024, la producción global de esta especie alcanzó los 2.019.600 toneladas, siendo Noruega el principal productor con 1.051.000 toneladas, seguido por Chile con 519.400 toneladas, lo que representó una caída del 10,4 % respecto al año anterior (Grand View Research, 2021; SERNAPESCA, 2024). Además, Chile produjo 113.400 toneladas de salmón coho y 49.300 toneladas de trucha arcoíris, esta última con un incremento del 21,5 % en comparación con 2023 (SERNAPESCA, 2024).

Chile se posiciona como el segundo mayor productor mundial de salmón del Atlántico y el líder global en salmón coho, con una industria que supera los USD 5.000 millones anuales en exportaciones (FAO, 2024; SERNAPESCA, 2023). Esta relevancia económica convierte a la salmonicultura chilena en un eje estratégico para el desarrollo regional, especialmente en las zonas australes del país, donde genera miles de empleos directos e indirectos. En este marco, el estudio de factores que afectan la calidad del producto, como la melanosis focal, adquiere una importancia crucial para preservar la competitividad y sostenibilidad del sector.

1.3. Melanosis Focal: Un Problema Emergente en la Calidad del Salmón

La melanosis focal, también conocida como cambios focales melanizados (MFCs), constituye una condición de creciente preocupación en la industria del salmón del Atlántico (Salmo salar), especialmente en Chile, donde se ha reportado una prevalencia entre el 19,5 % y el 22,7 % de los filetes procesados entre 2022 y 2024 (Cortés et al., 2025). Esta alteración se caracteriza por la acumulación de pigmento melánico en el músculo blanco, predominantemente en la región ventral anterior del filete, y está asociada a procesos inflamatorios crónicos, traumatismos abdominales y factores nutricionales (Bjørgen et al., 2024).

Para comprender el papel del gen tyr en el desarrollo de la melanosis, es esencial entender primero el proceso de la melanogénesis. La melanogénesis es la vía bioquímica responsable de la síntesis de melanina, el pigmento que otorga la coloración oscura a los tejidos. Este proceso ocurre en células especializadas llamadas melanocitos. La vía comienza con el aminoácido tirosina, que sirve como sustrato inicial. La enzima clave en este proceso es la tirosinasa (codificada por el gen tyr), la cual cataliza los primeros y más importantes pasos. La tirosinasa convierte la tirosina en L-DOPA y, posteriormente, en dopaquinona. A partir de la dopaquinona, una serie de reacciones enzimáticas y no enzimáticas dan lugar a los distintos tipos de melanina, principalmente la eumelanina (pigmento negro-marrón). En el contexto de la melanosis focal en el salmón, la sobreexpresión de genes como tyr y dct indica que esta vía está activada, lo que explica la pigmentación visible en los filetes. Si bien estos genes son marcadores directos de la melanogénesis, nuestra estrategia de validación se centró en aquellos genes (como CR1, MHCII, y casp3) asociados a la respuesta inmune, inflamatoria y a la homeostasis celular, las cuales representan el mecanismo subyacente y la causa inicial de la condición patológica más allá de la simple producción de pigmento.