IEP Instituto de Ecología Política

Un valioso modelo animal para la investigación acuícola y biomédica

marzo 09
18:08 2010

Desde hace décadas el pez cebra, Danio rerio, está siendo utilizado en el mundo por varias industrias como modelo de investigación aplicado a la biología del desarrollo.

En Chile, esta especie es utilizada desde fines de la década de los 90, tanto para experimentar en el estudio del cáncer y del sistema inmune.

Desde hace unos 40 años, el pez cebra, Danio rerio es usado a nivel global para experimentación en biología y genética. Se trata de un pez tropical, de agua dulce, que se caracteriza por su fácil mantenimiento, por lo que es posible mantener cientos de ejemplares en acuarios de bajo costo. Aunque el pez cebra nació como modelo de investigación básica para estudiar el desarrollo embrionario, actualmente es utilizado para estudiar patologías humanas y para detectar contaminación ambiental.

Entre las características que hacen de este animal uno de los organismos más versátiles, dentro de los vertebrados, como modelo de investigación, se encuentran su alta tasa de fecundidad, corto tiempo de generación, además de la transparencia de las ovas y embriones. Esto permite visualizar todas las estructuras internas de embriones y larvas con una simple lupa de disección, por lo que el desarrollo embrionario puede observarse sin ninguna intervención. Esta misma propiedad permite visualizar los productos de la expresión génica in situ, sin necesidad de seccionar el tejido.

Hoy en día, el pez cebra es un modelo altamente aceptado en investigadores especializados en biología del desarrollo y genetistas de todo el mundo. Como los resultados obtenidos, de los fármacos probados en estos animales, son potencialmente extrapolables al ser humano, una de las industrias que ha adoptado Danio rerio para realizar ensayos de actividad biológica de moléculas, con potencial uso médico, es la farmacéutica. Y es que debido a las valiosas herramientas genéticas disponibles en esta especie, se pueden generar modelos in vivo de situaciones patológicas o realizar estudios de expresión y función génica.

Por otra parte, el pez cebra ha sido propuesto como un excelente organismo centinela de monitoreo ambiental. Otra virtud del pez cebra radica en que puede ser usado, además, como organismo modelo para comprender fenómenos fisiológicos y genéticos de peces en general, incluyendo los peces de importancia comercial.

Según el doctor Miguel Allende, investigador principal del laboratorio Center for Genomics of the Cell, de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile, y quien fuera el primer científico en utilizar el pez cebra en Chile, éstos se almacenan y crían en viveros especializados, en acuarios con sistemas de recirculación de agua, especialmente diseñados para la mantención de Danio rerio.

Cabe señalar que en el Center for Genomics of the Cell, han desarrollado tecnologías únicas en el país, en relación a transferencia génica y en el análisis fenotípico de embriones y larvas de peces que presentan alteraciones genéticas o que se enfrentan a perturbaciones ambientales.

Uso del pez cebra en Chile
Actualmente son cinco los grupos de investigación que utilizan el pez cebra en Chile. Uno de ellos es el de la Universidad Andrés Bello. Fue precisamente en esa casa de estudios donde la microbióloga cubana Iselys Delgado realizó, durante cuatro años, la tesis de doctorado “Inactivación de la actividad biológica de la miostatina de pez cebra (Danio rerio) mediante una proteína recombinante”. Mediante dicho trabajo, la investigadora introdujo una proteína recombinante (LAPD76A), en el pez cebra, con el objetivo de aumentar el crecimiento y desarrollo muscular en esta especie.

La proteína, producida en bacterias, se administró en embriones de pez cebra, los cuales crecieron hasta el estadío de peces juveniles y aumentaron su talla en un 27%, en comparación con los peces controles.

A juicio de la investigadora estos resultados podrían ser utilizados para mejorar la tasa de crecimiento de peces de importancia comercial, lo que serviría para mejorar la acuicultura chilena. “Esa es la principal aplicación que esperamos de este trabajo. Ya se probó en pez cebra, que es un modelo de laboratorio y tiene un corto ciclo de vida, pero lo ideal sería realizar estudios similares con peces de importancia comercial como congrio, lenguado, entre otros, los cuales podrían alcanzar un tamaño y peso comercializables en menos tiempo del que normalmente toman en condiciones de cultivo”, acota Delgado a Mundo Acuícola.

Esto porque la miostatina, cuyo gen y proteína son utilizados en este trabajo, está muy conservada entre las especies de vertebrados, lo cual significa que hay similitud entre la miostatina de distintas especies.

Aportes del modelo pez cebra
A juicio de Ariel Reyes, investigador de la UNAB, desde el punto de vista de biología básica, el gran aporte del modelo pez cebra ha sido conocer la función de genes que participan en el desarrollo temprano. “Ahora se están haciendo investigaciones más aplicadas, especialmente en biomedicina. Acá en Chile esto se está aplicando para el estudio del cáncer y del sistema inmune. En este último caso, se están haciendo ensayos para probar cuáles genes son más importantes para su funcionamiento”, sostiene Reyes.

Consultado sobre la posición de Chile a nivel internacional con respecto a los estudios con pez cebre, el investigador de la UNAB sostiene que “como país estamos muy bien posicionados en Latinoamérica. De hecho hay otros grupos en Brasil y Argentina que son más nuevos que nosotros. Y colaboramos con gente de Argentina. Estamos bien considerados en esta región”.

A su parecer, el potencial de lo que se puede hacer con pez cebra en nuestro país todavía es muy grande. “La comunidad de laboratorios que trabajan con pez cebra en el mundo no es muy grande, pero lo que se ha visto y conserva todavía es la colaboración entre los distintos grupos. No hay grandes exclusividades en la biología del pez cebra, por lo que uno se puede dedicar a estudiar un área donde no se va a topar con nadie, pero donde sí podrá tener colaboración con otros investigadores”.

Añade que el pez cebra lleva la delantera como modelo de estudio, porque el genoma está prácticamente secuenciado. Dicho proyecto partió el 2001 y ha sido liderado por científicos de Estados Unidos e Inglaterra.

“Es increíble la cantidad de áreas que el modelo del pez cebra puede abarcar, tanto en biología del desarrollo como en biología aplicada, y que, por el momento, no están siendo cubiertas por este modelo”, puntualiza Ariel Reyes.

Trabajo en la UNAB
Acerca de las investigaciones que hoy se realizan en la UNAB, Ariel Reyes indica que principalmente trabajan con embriones, por lo que deben mantener una población de adultos fértiles. La fertilidad de los peces con que trabajan empieza a los cuatro meses y dura hasta el año y medio. Por ello hay que estar renovando el stock de peces.

“En un estanque de 9 litros, se pueden mantener hasta 60 peces. Sin embargo, nosotros manejamos números menores y en ese mismo volumen mantenemos 30 ejemplares. Los ejemplares se mantienen en acuarios con sistemas de recirculación. Para ello nosotros adquirimos a una empresa norteamericana un sistema que viene armado. No son sistemas tan simples, pero es mucho más fácil que montar sistemas con otros animales. La ventaja es que en un espacio pequeño se pueden tener muchos individuos”, agrega el investigador de la UNAB.

Un poco de historia
Según ZF Biolabs, empresa española especialista en estudios con pez cebra, a partir de la década de los 70 se empezó a utilizar el pez cebra (Danio rerio) como modelo experimental en el área de biología del desarrollo. Hasta entonces se utilizaban fundamentalmente el ratón y la mosca de la fruta. Desde ese momento, los trabajos de investigación, utilizando este modelo, han crecido rápidamente. Un hito importante en la historia de la utilización del pez cebra como modelo experimental fue la publicación, en 1996, de un número completo dedicado a su genética en la revista Development, publicación en la que tuvo un protagonismo destacado la Dra. Christiane Nüsslein-Volhard, Premio Nobel de Medicina en 1995.

En octubre de 2005 ya existían más de 9.500 referencias científicas relativas al pez cebra, y en el 2007 Graham J. Lieschke y Peter D. Currie en su review “Animal models of human disease: zebrafish swim into view”, mostraban la evolución del número de publicaciones basadas en pez cebra.

Otro ejemplo del boom del uso del pez cebra en biomedicina es que en el año 2000, más de 200 grupos de Estados Unidos habían sido subvencionados por el NIH norteamericano para desarrollar estudios en múltiples áreas biomédicas utilizando el pez cebra.

Datos de la especie
Danio rerio es una especie que en cautiverio es capaz de producir ovas durante todo el año, en grandes cantidades. Los embriones miden alrededor de 0.8 mm y se almacenan en placas petri a 28ºC, hasta los 5 días posteriores a la fecundación. Alcanzan la madurez sexual a los 3 meses y se reproducen hasta los dos años.

Fuente texto e imagen: mundoacuicola.cl

Publicado: 9/03/2010

Share

Artículos Relacionados

Sin Comentarios

No hay Comentarios

Nada de momento. ¿Deseas comentar?

Escribir comentario

Write a Comment

Código de seguridad * Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.

Buscar en el IEP

Facebook

El Tiempo