El pez cebra ayuda a los científicos a entender mejor los procesos biológicos que estos organismos comparten con los seres humanos (foto Rafael León).
Es un pez tropical pequeño, de agua dulce y es popular en los acuarios caseros. Su material genético tiene un 70 % de correspondencia con el de los seres humanos, por lo que es una herramienta muy valiosa para la ciencia.
Se trata del pez cebra (Danio rerio), un animal que se une a los ratones de laboratorio y las moscas de fruta (Drosophila melanogaster), para ayudar a científicos de todo el mundo a entender mejor los procesos biológicos que estos organismos comparten con los seres humanos.
En unos meses, este pez vivirá en la Universidad de Costa Rica (UCR), según lo explicó la Dra. Mariana Delfino Machín, bióloga del desarrollo e investigadora de la Escuela de Biología que impulsa la creación del Laboratorio de pez cebra en esta unidad académica.
En el laboratorio
Un animalario de pez cebra (sitio en donde se tienen los animales dedicados a experimentación) suele tener muchas peceras, cada una con hasta 50 individuos adultos, que pertenecen a una “línea” de peces. Cada línea comparte una característica (una mutación de interés para los científicos, por ejemplo).
Las líneas no se compran en la tienda de mascotas, sino que se utilizan peces cebra originados en laboratorios de producción (especialmente en la Universidad de Oregon, en Estados Unidos, y en la Universidad de Tübingen, Alemania). Esto asegura que los peces sean genéticamente homogéneos.
Estas líneas “limpias” pueden ser modificadas en los laboratorios, al introducir una copia del gen que sea de interés para una investigación.
Los embriones se desarrollan idealmente a una temperatura estable de 28ºC, por lo que es necesario mantenerlos en una incubadora hasta que cumplan cinco días. Delfino expresa que los adultos, en cambio, pueden vivir en el laboratorio sin necesidad de regulación de la temperatura ambiental, por pertenecer a una especie tropical.
Para empezar, en un laboratorio de pez cebra no es necesario contar con muchos recursos: “se puede ser muy efectivo con pocos peces”, afirma la bióloga.
La investigadora plantea que la UCR puede comenzar con un par de peceras y aspirar a mantener en el futuro un animalario con 30 tanques pequeños. Además, se puede recurrir a medidas que abaraten los costos, tal como lo han hecho laboratorios latinoamericanos, que han construido sus propios acuarios para ahorrarse el alto costo de adquirir los producidos por casas comerciales.
Con el pez cebra se aplica la misma triada de reglas que se ha establecido en el mundo científico para optimizar el uso de animales de experimentación y que se conoce como “las tres erres”: reemplazar (los animales por otros métodos, siempre que sea posible), reducir (el número de especímenes utilizados) y refinar (los protocolos de uso deberían ser estrictos y óptimos).
En esto hace énfasis Delfino: “si vamos a empezar a utilizar este organismo vertebrado de manera consistente en Costa Rica, tenemos que desarrollar los estándares para asegurarnos que su uso sea el adecuado”.
En las peceras, las enfermedades son un riesgo latente y pueden significar la muerte de miles de peces, lo que tiene a su vez un alto costo económico y científico. Como no hay tratamientos disponibles para estos males, los laboratorios se arman de estándares de limpieza muy estrictos y cuentan con espacios de cuarentena para evitar su propagación.
Aplicaciones
El éxito del pez cebra como animal de experimentación es evidente. En 2012, se utilizó en casi 2000 artículos científicos. Ya se completó el ensamblaje de su genoma y se consiguió mejorar la eficiencia de las técnicas de transgénesis (transferencia de genes), lo que lo hace aún más interesante para la ciencia.
Este pez presenta varias ventajas con respecto a otros animales. En la mosca de fruta es más difícil extrapolar resultados con relevancia médica para los humanos y los ratones son muy caros. En cambio, el pez cebra permite el uso de muchas herramientas moleculares sin un costo elevado, aduce Delfino.
El embrión de pez cebra, al ser transparente, permite observar todos los tejidos y las células en detalle con ayuda de un microscopio. Las técnicas moleculares sirven para localizar a escala celular la actividad genética de interés para los científicos o de las proteínas producidas por estos genes. De este modo, este organismo posibilita la visualización en tres dimensiones: qué genes se activan, dónde y cuándo se desarrollan.
El primer caso en el que el descubrimiento de un mutante precedió al descubrimiento de una enfermedad humana se dio en estudios con este pez, en el 2000. El pez también medió en el descubrimiento de la mutación que causa en humanos la fibrodisplasia osificante progresiva, una enfermedad rara que genera la osificación de músculos, tendones y ligamentos. Al existir ya una línea de pez cebra con la mutación, se pudo identificar un químico con alto potencial terapéutico.
El pez cebra también es utilizado en ensayos de toxicidad y estudios sobre adicción y estrés.
Delfino espera que la comunidad universitaria descubra el potencial del pez como herramienta en la investigación y que puedan desarrollarse proyectos con investigadores y estudiantes de la UCR.
En América Latina se está expandiendo su utilización y ya se creó la Red Latinoamericana de Pez Cebra, en la que participan Uruguay, Chile, Brasil, Argentina, México, Colombia y Ecuador. La red ofrece apoyo en investigación y becas estudiantiles para realizar cursos de entrenamiento en otros países de la región
El Laboratorio estará ubicado en la Escuela de Biología y los primeros acuarios en la Ciudad de la Investigación.
