Investigadora utiliza moscas de la fruta para buscar agentes teratógenos
La Drosophila melanogaster, mejor conocida como mosca de la fruta o del vinagre, es un insecto que pertenece al orden de los dípteros que, desde su introducción en 1900 por el genetista Thomas Hunt Morgan, ha demostrado el cumplimiento con todos los elementos que requiere el método científico para considerarla un organismo modelo, es decir, una especie empleada por investigadores para estudiar procesos biológicos específicos.
A la fecha se ha utilizado para el estudio de enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer y el corea de Huntington, la epilepsia, y también ha ayudado a comprender los procesos cancerígenos, el ciclo circadiano y, en recientes experimentos, la NASA la implementó para estudiar el efecto que el cambio de gravedad puede tener sobre la expresión génica.
Desde hace tiempo la FES Cuautitlán cuenta con un Cepario de Drosophila, donde la maestra María Llasbeth Hernández Calderón, junto con alumnos y tesistas, estudia el efecto de los xenobióticos (compuestos químicos extraños a nuestro organismo) en el modelo in vivo de Drosophila melanogaster, para determinar si estos son causantes de alteraciones teratogénicas de tipo morfológico, bioquímico e incluso conductual durante el desarrollo embrionario.
¿Por qué las investigaciones científicas usan Drosophila melanogaster?
La Drosophila melagonaster se ha utilizado por más de cien años como un organismo genético modelo, por encima de los roedores, ya que posibilita el estudio de muchas generaciones en poco tiempo gracias a su ciclo de vida corto, entre diez y quince días, desde el huevo hasta el adulto reproductivo.
Mantenerla y albergarla en el laboratorio requiere equipo asequible, no necesita un medio de cultivo especializado para poder proliferarla. De igual modo, es fácil de estudiar por su genética simple, en comparación con los mamíferos, pues su genoma se compone de sólo cuatro cromosomas y tienen limitada la redundancia genética.
Además, posee llamativas similitudes genéticas a los seres humanos y otros mamíferos. El 50% de los genes de mosca son homólogo a genes mamíferos, lo que significa que el gen se origina a partir de un antepasado común. Además, el 75% de genes humanos relacionados con la enfermedad tiene ortólogos o genes con funciones similares, en la mosca.
Infografía Drosophila Melanogaster
-Insecto pequeño que puede aprender y recordar
-Fácil de manejar y anestesiar
-Tiene secuencias de cortejo y arreglo personal
-Su cerebro es del tamaño de una semilla de amapola, formado por alrededor de 100 mil neuronas
-Casi cualquier aspecto del ser humano se puede estudiar en la mosca de la fruta
-En la mosca de la fruta se puede modular el desarrollo embrionario, la herencia de caracteres, el funcionamiento del sistema inmune y nervioso, los ritmos circadianos, el metabolismo, los fundamentos del aprendizaje y memoria, enfermedades degenerativas, problemas de la reproducción y los mecanismos de las adicciones, entre otras.
-Es fundamental para conocer el efecto mutagénico de la radiación ultravioleta, los rayos X y gamma, la energía nuclear, fármacos y aditivos alimenticios.
FUENTE: Instituto de Ecología, A.C., UNAM Global, JoVE Journal.
El estudio teratógeno de los xenobióticos
Los xenobióticos son sustancias químicas ajenas o extrañas al individuo, como los medicamentos, estos ingresan al organismo para llevar a cabo procesos de absorción, metabolismo y excreción. Mientras que los teratógenos son agentes capaces de causar un efecto congénito: una enfermedad o malformación dada durante el período de gestación que puede ser hereditaria o no.
Un evento que marcó el estudio de los teratógenos ocurrió en la década de los 50 cuando se identificó que, a causa de la talidomida (sedante y calmante de náuseas al inicio del embarazo), hubo un aumento de niños que nacieron con focomelias, un tipo de malformación congénita que consistente en la ausencia de elementos óseos y musculares en los miembros superiores o inferiores.
“Lo que aprendimos de este lamentable suceso es que aún en estos tiempos existen fármacos que están en circulación y se consumen durante el embarazo, pero no cuentan con estudios de teratogénesis o estos no han sido concluyentes”, detalló la maestra Hernández.
Por eso, el equipo liderado por la académica Hernández ha dedicado gran parte de su esfuerzo al estudio in vivo en Drosophila melanogaster en numerosos proyectos objetivados en el análisis de distintos fármacos para conocer si causan efectos teratogénicos.
La importancia del proyecto
Recientemente, Adriana Chávez, Nelly Martínez y Miguel Plata, tesistas de la licenciatura en Bioquímica Diagnóstica (BQD) analizaron fármacos que se emplean como antiepilépticos y estabilizadores del estado de ánimo: topiramato, ácido valproico y lamotrigina, bajo supervisión de la académica, con el propósito de determinar de forma preliminar si estos poseen un riesgo teratogénico.
“Nos interesan los fármacos antiepilépticos porque su panorama en términos de teratogénesis no es del todo claro y es vital destacar el riesgo beneficio que pudieran tener y así asegurar la estabilidad de la madre causando el mínimo daño al feto”, expresó la investigadora Hernández Calderón.
Para lograrlo, alimentaron larvas jóvenes de Drosophila melanogaster con un preparado de puré de papa hidratado con los medicamentos en distintos niveles de concentración, concluyendo que las moscas expuestas presentaron alteraciones a nivel de ojos, coloración y estructura de alas. Varias refirieron convulsiones y problemas al volar y algunas murieron antes de llegar a la fase de pupa y otras más se enterraron en medio del puré, un comportamiento que se considera anormal.
Al concluir los estudios in vivo realizados, Adriana Chávez afirmó que no existen registros previos que relacionen el estudio de topiramato con Drosophila ni que refieran una evidencia fuerte sobre su efecto teratógeno. Sin embargo, aseguró que los bebés que nacen de madres epilépticas bajo tratamiento con topiramato tienen tendencia a tener un peso bajo , una característica que es la mayor causa de morbilidad en recién nacidos.
Por otro lado, Nelly Martínez explicó que ya existen registros sobre el estudio de ácido valproico y sus efectos sobre la desregularización del ciclo circadiano y el aumento del ritmo cardíaco. “El uso prolongado de este fármaco afecta la fertilidad de hombres y mujeres”, aseveró.
Sobre lamotrigina existen pocos estudios debido a que es un fármaco de nueva generación. No obstante, hay evidencias de su interferencia con la expresión de algunos genes y las únicas referencias sobre su estudio se han hecho en ratones, explicó Miguel Plata. “Estos hallazgos son evidencia de la falta de información sobre los productos farmacológicos disponibles en el mercado, su efectividad y seguridad”, apuntó el universitario.
“El beneficio a nivel poblacional es muy importante pues, aunque sabemos que el tratamiento de epilepsia no puede suspenderse, esta investigación da apertura a la ampliación de estudios sobre estos fármacos y esperamos nuestros resultados puedan contribuir en la elección del tratamiento óptimo y más seguro para cuidar el desarrollo del bebé”, detalló la maestra Hernández.
El equipo a cargo de la universitaria ahora trabaja en una línea de investigación sobre el efecto genotóxico de xenobióticos mediante el ensayo cometa, con el que podrán determinar si existen daños en el DNA, esta iniciativa permitiría posicionar a la Facultad como un referente en análisis genético, un área de oportunidad con mucho alcance.
Entre los planes a futuro se pretende escalar estas investigaciones al área molecular: determinar qué genes están involucrados y cómo cambian para contribuir al fenotipo de las malformaciones en el organismo adulto. Además de impulsar la implementación de Drosophila Melanogaster como modelo para reducir en la medida de lo posible el uso de roedores..
María Dolores Elizondo Alvarado