18 September, 2021 Revista Digital sobre Patentes, Marcas y Propiedad Intelectual

En la salud y en la enfermedad: el maridaje de fábula de un pez cebra con la ciencia

Dr. Enrique Salas Vidal

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El pez cebra, o Danio rerio por su nombre científico, es un organismo originario de la India y de la región de los Himalayas que comparte con Pakistán, Nepal, Bután, Bangladesh y Myanmar. Este pez fue introducido por primera vez en Alemania en 1905 para su venta en acuarios. Su llegada a Europa fue muy exitosa ya que inmediatamente se volvió un favorito de los aficionados. El éxito del pez cebra se debió en buena parte a la facilidad con que se pueden mantener y a la alta fecundidad que conservan a lo largo del año. Tomó algunos años para que comenzara a ser utilizado como modelo animal, tanto en la docencia como en la investigación científica. Los primeros trabajos sobre este pez, publicados en 1931 y en 1938, reportaron aspectos del desarrollo embrionario temprano y sobre la capacidad de regeneración de tejidos.

Desde un inicio se reconocieron en estos peces características que aún hasta nuestros días representan grandes ventajas para su uso en el laboratorio; por ejemplo, una sola hembra sexualmente madura puede liberar en pocos minutos hasta 100 huevos que son fecundados por un macho de manera casi inmediata y, una vez que los huevos son fecundados, se inicia el desarrollo embrionario que ocurre con gran celeridad, puesto que larvas de peces “nacen” 5 días después de que se inició su desarrollo, al liberarse de la estructura que los protegió (el corion, que es un equivalente al cascarón de los huevos de pollo). El tamaño de los embriones es muy conveniente (poco menos de 1 mm de diámetro) para ser manipulados bajo el microscopio, que aunado a su transparencia y a su velocidad de desarrollo, facilita la experimentación con estos organismos. Algunos de los primeros trabajos realizados en el siglo pasado fueron cruciales en áreas muy distintas, pero actualmente continúan marcando la frontera del conocimiento. A continuación se citan algunos temas en los que el uso del pez cebra ha cobrado relevancia.

1) EN BIOLOGÍA DEL DESARROLLO, que es el área de la biología que estudia los mecanismos responsables de la formación de un organismo completo a partir de un huevo fecundado. El primer trabajo en el que utilizaron a peces cebra data de los años treinta del siglo pasado; en ese artículo científico, se analizaron las primeras etapas del desarrollo del pez. En la actualidad, el pez cebra es ampliamente utilizado alrededor del mundo para analizar los mecanismos responsables del desarrollo, una área en la que se publican cientos de artículos anualmente. Gracias a su transparencia, los embriones son perfectos para hacer “películas” que muestran la dinámica del proceso completo. Las primeras películas del desarrollo embrionario del pez cebra de las cuales se tiene reportes, fueron filmadas por Hisaoka y colaboradores en 1957 en el siglo pasado, pero la película a colores “Le developpement embryonnaire du poisson” (El desarrollo embrionario del pez) fue realizada por Durden en 1961. Sin embargo, la película del desarrollo del pez cebra que probablemente ha sido la más consultada y utilizada, fue realizada en 1996 por Karlstrom y Kane y es accesible vía internet. Actualmente, el pez cebra es ampliamente utilizado para estudiar la dinámica del desarrollo embrionario mediante el uso de microscopios con tecnología de punta, con los cuales incluso es posible generar modelos tridimensionales con los que se puede interaccionar para analizar el desarrollo en tiempo real. Algunos de los vínculos a estos videos se indican al final del texto. Estos estudios nos han dado información fundamental sobre cómo se desarrolla y mantiene un organismo animal sano en condiciones normales. A partir de esta información, que describe el proceso “normal”, se pueden provocar alteraciones como mutaciones, daño físico o químico, exposición a fármacos o contaminantes ambientales. Las alteraciones en el proceso de desarrollo del pez, sirven como modelos en los que se estudian diversas enfermedades.

2) EN ESTUDIOS DE REGENERACIÓN DE TEJIDOS Y ÓRGANOS COMPLETOS , en donde en particular, se descubrió que el pez cebra adulto es capaz de regenerar la aleta de la cola. Años más tarde, se encontró que el pez cebra adulto y en etapas larvarias tiene la capacidad de regenerar otros órganos o tejidos por lo que en la actualidad se utiliza como modelo de regeneración del hígado o del corazón, por dar algunos ejemplos. Estos estudios están enfocados en la búsqueda de posibles estrategias terapéuticas para llegar a regenerar tejidos o parte de órganos, estrategias que podrían (eventualmente) contribuira mejorar la salud en humanos que sufren de diferentes afecciones.

3) EN EL ESTUDIO DE COMPUESTOS NATURALES como la podofilotoxina en embriones del pez. La podofilotoxina es una molécula que inhibe la proliferación celular y que actualmente se usa como precursor para compuestos anticancerígenos como los llamados “etopósido” y el “tenopósido”, que son utilizados para el tratamiento de linfomas, leucemias y cáncer de pulmón. Estos estudios han dado lugar al amplio uso del pez cebra para la búsqueda y caracterización –a gran escala de miles de moléculas que pueden llevar al descubrimiento de fármacos novedosos a partir de compuestos naturales o sintetizados químicamente con potencial terapéutico, que en el futuro podrían ser usados para el tratamiento de enfermedades crónicas, degenerativas o infecciosas, en humanos .

4) EL EFECTO DE COMPUESTOS TÓXICOS O CANCERÍGENOS. Desde hace muchos años se comenzó a utilizar al pez cebra para evaluar los efectos de compuestos como el uretano (o etil carbamato) que se utilizó como antineoplásico (un compuesto citotóxico utilizado en la terapia contra el cáncer), como analgésico y que más tarde se descubrió que se encuentra en cantidades muy pequeñas en bebidas alcohólicas y otro tipo de alimentos fermentados de producción dudosa. También se ha utilizado ampliamente el pez cebra en estudios de toxicidad de contaminantes ambientales que provienen de desechos industriales, o para evaluar la toxicidad de nanomateriales que actualmente se encuentran en diversos productos de uso común.

El pez cebra ha cobrado tal importancia que incluso la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE) estableció, hace ya algunos años, protocolos estandarizados para usar a los embriones de pez cebra en ensayos de toxicidad, ensayo conocido como FET test (doi. org/10.1787/9789264203709en). En la actualidad, los ensayos estandarizados de toxicidad de químicos en embriones de pez cebra son utilizados en algunos países para evaluar muestras de agua proveniente de plantas de tratamiento de aguas residuales que son desechadas por ciudades o industrias. Como puede verse, el pez cebra es ampliamente utilizado en una gran diversidad de proyectos de importancia tanto en la ciencia básica como en la aplicada. En México, las primeras publicaciones de estudios en pez cebra, aparecieron hace poco más de diez años. Las instituciones que participaron en estas investigaciones incluyen a la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, la Universidad Nacional Autónoma de México, la Universidad Autónoma de Baja California, el Instituto Nacional de Pediatría y a la Universidad Autónoma del Estado de México. El pez cebra se ha utilizado también por otros grupos de investigación en México. Sin embargo, la producción científica en México en donde se usa al pez cebra como modelo experimental, podemos considerarla aún en sus inicios, ya que hasta la fecha se han publicado menos de cien artículos científicos (búsqueda realizada en la página de PubMed, www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed). Esto quiere decir que el país es aún terreno fértil para desarrollar proyectos en las áreas anteriormente descritas, en las cuales el pez cebra puede ser utilizado de manera extensiva y exitosa, a un costo razonable, ya que el mantenimiento de estos organismos es bastante más barato, comparativamente con otros modelos de estudio (rata, ratón, cuyo, conejo), lo cual cobra particular importancia en épocas de crisis económicas como las que sufre el país de manera constante.

Es fundamental el promover y facilitar el uso de este organismo modelo en el país. Gracias a la experiencia que hemos adquirido en la organización de cursos teóricoprácticos y de congresos, aunado a que pertenecemos desde 2012 a la Red Latinoamericana de Pez Cebra o LAZEN, ahora, la Dra. Denhi Schnabel, la Dra. Hilda Lomelí, el Dr. Fernando López y el que esto escribe, tenemos el honor de organizar el “V Curso y Simposio de la Red Latinoamericana del Pez Cebra”, con el apoyo del ICGEB (www.icgeb. org/meetings2018.html) en México. Este evento se llevará a cabo en el Instituto de Biotecnología (IBt) de la UNAM en la ciudad de Cuernavaca, en Morelos, en mayo del 2018. El evento promete tener un ambiente internacional muy diverso y esperamos sea del agrado de los grupos ya establecidos y de los grupos que están interesados en comenzar a utilizar al pez cebra como modelo de estudio.

Fuente: Revista Biotecnología en Movimiento

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