Los peces ayudarán en la búsqueda de fármacos para la esclerosis múltiple
El estudio sigue un camino innovador en la búsqueda de nuevas sustancias activas
El pez cebra sirve de organismo modelo para los investigadores de todo el mundo: con él se pueden estudiar importantes procesos fisiológicos que también tienen lugar de forma similar en el cuerpo humano. Por ello, se utiliza habitualmente en la búsqueda de posibles sustancias activas contra enfermedades. Los investigadores de la Universidad de Bonn han descrito ahora una forma innovadora de hacerlo. En este proceso, las larvas de los peces se vuelven un poco más "humanas". Esta humanización podría hacer mucho más eficaz la búsqueda de sustancias farmacéuticas activas. Los resultados del estudio piloto se han publicado en la revista Cell Chemical Biology.
Tanto el pez cebra como los humanos tienen un receptor GPR17. En el estudio se sustituyó el receptor del pez por su homólogo humano. Esto hace que sea más probable encontrar sustancias farmacológicamente activas.
© AG Kostenis-Gomeza / Universität Bonn
El pez cebra debe ser conocido por muchos aficionados a la acuariofilia sobre todo por su llamativa pigmentación. Sin embargo, las características rayas negro-azules, a las que el animal debe su nombre, sólo se forman con el tiempo. En cambio, sus larvas, del tamaño de una pestaña, siguen siendo más o menos transparentes. Por ello, muchos procesos de desarrollo en su cuerpo pueden observarse al microscopio de luz. Por esta razón, ahora sirven como organismo modelo para grupos de investigación de todo el mundo.
"En la Universidad de Bonn, por ejemplo, estamos investigando cómo el pez cebra repara el tejido nervioso defectuoso", explica el Prof. Dr. Benjamin Odermatt, del Instituto de Anatomía del Hospital Universitario de Bonn. "También nos interesa esto porque muchos genes implicados en este proceso también existen de forma similar en los humanos". En principio, los agentes que potencian estos genes de reparación en los peces podrían funcionar también en los humanos. Sin embargo, las diferencias entre la composición genética de los peces y la de los humanos suelen ser importantes. Por ello, las larvas tienen a veces una utilidad limitada en la búsqueda de nuevos fármacos.
Sustitución de un gen de pez por un gen humano
"Por eso adoptamos un enfoque diferente", explica la profesora Dra. Evi Kostenis, del Instituto de Biología Farmacéutica de la Universidad de Bonn. "Para un gen humano que se sabe que desempeña un papel en la reparación de las células nerviosas, buscamos su homólogo en el pez cebra. Luego extirpamos este homólogo en el pez y lo sustituimos por la versión humana". El nuevo material genético asumió la función del gen original del pez cebra. "Si ahora encontramos una sustancia que potencie los procesos de reparación en los peces con el gen humano, hay muchas posibilidades de que esto también ocurra en los humanos", afirma el científico, que también es miembro del Área de Investigación Transdisciplinar "Vida y Salud" de la Universidad de Bonn.
Los investigadores demostraron que esta sustitución funciona en su estudio piloto con el llamado receptor GPR17. En los humanos, su sobreactivación puede provocar enfermedades como la esclerosis múltiple (EM). Las células nerviosas se comunican mediante señales eléctricas. Sus prolongaciones están rodeadas por una especie de capa aislante, una sustancia de aspecto lipídico llamada mielina. Ésta evita los cortocircuitos y también acelera considerablemente la transmisión de los estímulos. Esta vaina protectora es producida por células especializadas llamadas oligodendrocitos. Se asemejan a un pulpo microscópico: de su cuerpo celular salen muchos brazos largos, la mayoría de los cuales están formados por mielina. Como una cinta aislante, se envuelven alrededor de los procesos de las células nerviosas durante el desarrollo del cerebro. Normalmente, la capa protectora dura toda la vida.
La cinta aislante permanece en estado inmaduro
En la esclerosis múltiple, sin embargo, el propio sistema inmunitario del organismo destruye la capa de mielina. Esto da lugar a trastornos neurológicos, por ejemplo en el habla, la visión o la marcha. Pero normalmente hay un suministro de oligodendrocitos inmaduros en el cerebro para las tareas de reparación. Cuando se produce un daño, maduran y tapan el agujero. En la esclerosis múltiple, este mecanismo se interrumpe: muchas de las células donantes de cinta aislante permanecen en su estado inmaduro. El receptor GPR17 parece ser el principal responsable de ello: si es activado por una señal molecular, frena la maduración de los oligodendrocitos.
"El pez cebra también tiene un receptor GPR17", explica el doctor Jesús Gomeza, que dirigió el estudio con Kostenis y Odermatt. "Y allí también regula la maduración de los oligodendrocitos". Los investigadores sustituyeron ahora parte del gen receptor por su homólogo humano, es decir, por la propia estructura responsable de recibir las señales moleculares. "Pudimos demostrar que este nuevo gen mosaico funciona normalmente en las larvas de los peces", dice Gomeza. Una molécula que inhibe el receptor humano GPR17 en el tubo de ensayo también aumentó la formación de oligodendrocitos maduros en los peces modificados.
En la búsqueda de nuevos principios activos, las sustancias se prueban primero en cultivos celulares. A continuación, sólo los candidatos muy prometedores se prueban en ratones u otros modelos animales. Pero incluso si funcionan allí, las pruebas en humanos suelen acabar de forma aleccionadora. "Las larvas de pez cebra humanizadas permiten analizar muchas sustancias rápidamente y con una alta probabilidad de éxito, ya que los genes diana proceden de humanos", explica Benjamin Odermatt. "Desde nuestro punto de vista, es una vía muy prometedora para el desarrollo de fármacos".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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