La Drosophila melanogaster, mejor conocida como mosca de fruta o del vinagre, es un insecto que pertenece al orden de los dípteros que 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 la Enfermedad de Huntington Huntington, la epilepsia, los procesos cancerígenos, los ciclos de vigilia-sueño 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 doctora María Llasbeth Hernández Calderón, junto con alumnos y tesistas, estudia el efecto de los compuestos químicos 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 la gestación del feto.

¿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 huevo hasta 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 homólogos 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.

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, distribución metabólica 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 focomelia, una enfermedad que consiste 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 no han sido estadísticamente significativos”, detalló la doctora Hernández.

Por eso, el equipo liderado por la académica 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.

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 acto 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 con tratamiento de 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 en algún momento podemos contribuir en la realización de un mejor diagnóstico y tratamiento para cuidar el desarrollo del bebé”, detalló la doctora 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 diagnóstico 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 y pueden contribuir al fenotipo de malformaciones en el organismo adulto. Además de impulsar la implementación de Drosophila Melanogaster como modelo para no ocasionar más daño a los roedores.

CD/GL