Todos hemos oído hablar del ratón de laboratorio, un modelo animal que, siendo un mamífero como nosotros, se nos parece lo bastante como para ayudarnos a curar enfermedades. También goza de cierta fama la mosca del vinagre (Drosohipla melanogaster), que a lo largo de la historia ha aportado datos esenciales sobre aspectos de la biología humana muy relevantes para entender diferentes patologías. Como también lo ha hecho otro invertebrado ubicuo en los laboratorios del mundo, el gusano Caenorhabditis elegans.
Tanto la mosca como el gusano, a diferencia de los ratones, permiten hacer estudios a gran escala, como requieren enfermedades muy complejas y heterogéneas, entre ellas el cáncer o las enfermedades raras, donde cada paciente es único y requiere un tratamiento personalizado. Sin embargo, debido a sus diferencias con nosotros en aspectos clave de su anatomía y fisiología hay enfermedades que resulta difícil estudiar en estos invertebrados.
La buena noticia es que existe un animal que congrega las ventajas de los roedores y las moscas del vinagre. Aunque no es tan popular como los anteriores. Nos referimos al pez cebra (Danio rerio), que además de ser un vertebrado –y parecerse por ello más al hombre– permite estudios a gran escala como los antes citados.
Versátil como las moscas y vertebrado como los humanos
Esta “estrella” de los laboratorios es originaria del subcontinente indio. Recibe su nombre por tener rayas de color oscuro y claro, como las cebras. Es de agua dulce y su temperatura óptima de crecimiento ronda los 28°C. Sin embargo, es muy resistente a cambios en la temperatura y la salinidad del agua, por lo que se utiliza como un pez típico de acuario.
Entre sus ventajas para la investigación destacan su pequeño tamaño, fácil mantenimiento y reproducción, rápido crecimiento fuera de la madre (ex útero), muy alta fecundidad (una hembra pueda poner 200 huevos cada semana) y transparencia.
¿Pero de verdad se parecen tanto el pez cebra y el ser humano? No nos dejemos engañar por las apariencias. A pesar de ser tan diferente morfológicamente de nosotros, el 85% de genes que causan enfermedades en humanos están conservados en el pez cebra. Con la ventaja de que, al igual que en el resto modelos animales, los científicos podemos modificar estos genes para reproducir las enfermedades humanas.
Un vertebrado trasparente
En suma, si combinamos la alta fecundidad de este animal con su pequeño tamaño y transparencia, ventajas típicas de los modelos invertebrados, podemos decir que el pez cebra es un modelo único para el estudio de enfermedades muy complejas, como el cáncer, y las enfermedades raras.
Al fin y al cabo, los embriones de peces cebra son tan pequeños que podemos tratar muchos de ellos con miles de compuestos naturales o fármacos ya aprobados para el uso en humanos. Con la ventaja de que, al ser transparente, observamos el efecto de los compuesto de forma rápida, en un plazo de apenas 1 ó 2 días.
Usando este modelo animal se estudia desde el envejecimiento hasta la influencia del ejercicio físico sobre la ansiedad. En nuestro laboratorio hemos trabajado con el pez cebra sobre tres grupos de enfermedades: enfermedades inflamatorias crónicas, cáncer y enfermedades raras.
Buscando antiinflamatorios
Concretamente, nuestro laboratorio ha desarrollado modelos de pez cebra con inflamación crónica en piel para encontrar nuevos tratamientos para la psoriasis y la dermatitis atópica, dos enfermedades de enorme incidencia. Estos modelos nos permiten evaluar el efecto anti-inflamatorio de forma muy sencilla aprovechando la transparencia de los animales.
Cuando la piel se inflama, unas células del sistema inmunitario denominadas neutrófilos –los soldados que nos defienden de las infecciones– se lanzan atropelladamente hacia la capa más superficial del cuerpo. Si tratamos los embriones con un fármaco anti-inflamatorio eficaz y la inflamación remite, lo sabremos porque los neutrófilos se esfumarán.
Este sencillo razonamiento nos permite evaluar muchos compuestos de forma rápida y a un coste relativamente bajo. De esta forma, hemos encontrado un fármaco que se utiliza para otra enfermedad completamente diferente que cura la inflamación en piel de forma muy efectiva. En la actualidad, estamos evaluando su efectividad en modelos de piel humana in vitro para poder transferirlo a la clínica lo más rápido posible.
Pez cebra y cáncer
En cuanto al cáncer, hablamos de una enfermedad muy compleja, desencadenada por mutaciones en los genes que suelen ser diferentes y particulares de cada paciente. Por ese motivo se necesitan tratamientos personalizados.
Lo maravilloso del pez cebra es que nos permite evaluar la susceptibilidad de los diferentes tratamientos disponibles para un tipo de cáncer concreto para un paciente concreto. ¿Cómo? Basta coger una biopsia del tumor del paciente, colorearla para verla en las larvas trasparentes, y probar todos los fármacos disponibles y vemos aquellos que matan con más eficacia el tumor. En solo 3-5 días podemos saber a qué fármaco es más susceptible el tumor de un paciente y podremos ayudar al oncólogo a escoger el mejor tratamiento para cada paciente.
Diagnóstico y tratamiento de pacientes con enfermedades raras
Las enfermedades raras son aquellas que afectan a 5 de 10 000 individuos. Cada afectado es único y, por tanto, necesita un diagnóstico y tratamiento personalizado. ¿Pero cómo puede el pez cebra ayudar a estos pacientes?
Pues bien, una vez conocida la mutación responsable de la enfermedad rara, los científicos la reproducimos en el pez cebra. Si observamos los mismos síntomas que en el paciente, confirmamos que es la responsable de la enfermedad. Con eso ya tenemos el diagnóstico, pero también el modelo animal para descubrir un tratamiento específico.
Porque, como ya explicábamos unos párrafos atrás, podemos tratar a las larvas con muchos fármacos ya aprobados para diferentes enfermedades y vemos cuáles de ellos eliminan los síntomas y curan la enfermedad.
¿Parece ciencia ficción? Pues no lo es. Ya hay varios casos en el mundo de pacientes que han sido curados con esta estrategia.
El pez cebra ya salva vidas y estamos convencidos de que salvará muchas más en los próximos años.