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¿El pez cebra y la investigación biomédica?

En este post quiero presentaros el animal de experimentación que empleamos en el laboratorio: el pez cebra (zebrafish en inglés). En la página de investigación podréis encontrar una foto de un pez cebra transgénico, en el que se marca con fluorescencia verde la expresión del gen shh, implicado en el desarrollo de vertebrados.

Creo que han sido innumerables las veces que he tenido que explicar por qué utilizamos un pez en el estudio de Neurociencias, así que he pensado escribir unas líneas explicando qué es el pez cebra, para qué se emplea, qué técnicas se pueden utilizar y cuales han sido los logros obtenidos hasta ahora. Además, he incluido algunos videos sobre el desarrollo embrionario que creo son bastante impresionantes.

El pez cebra Danio rerio es un pequeño pez teleósteo de entre 3 y 5 cm de largo, con un característico patrón de bandas al que debe su nombre, y es originario de aguas dulces del sudeste asiático. Además de ser un típico habitante de acuarios domésticos, el pez cebra se ha incorporado al repertorio de organismos modelo, junto con el ratón (Mus musculus), el pollo (Gallus gallus), el sapo Xenopus laevis, la mosca del vinagre (Drosophila melanogaster) y el nematodo Caenorhabditis elegans. El pez cebra presenta una serie de ventajas, tales como su pequeño tamaño (que disminuye los costes de mantenimiento y almacenamiento), su corto tiempo de generación (en tres días se ha completado el desarrollo embrionario y en tres-cuatro meses alcanzan la madurez sexual), el gran número de descendientes por puesta (100-200 huevos por pareja), el desarrollo externo y la transparencia de huevos y embriones (que permiten la observación in vivo a lo largo del desarrollo embrionario). El pez cebra se ha empleado con gran éxito en el estudio del desarrollo de estructuras típicas de vertebrados, tales como el sistema hematopoyético, el corazón y la formación de la notocorda, tubo neural y crestas neurales. Asimismo, mediante técnicas de microinyección se han podido introducir genes o bien inhibir su expresión, además de poder manipular células independientemente, marcarlas y seguirlas durante el desarrollo, o bien trasplantarlas a nuevas posiciones dentro del embrión.

Para que veáis lo rápido que se desarrolla un embrión de pez cebra, aquí os dejo un video donde podéis observar el desarrollo de un embrión desde el estadio de 2 células hasta las 24 horas post-fecundación.

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El empleo de screeenings genéticos para el estudio de enfermedades humanas está arrojando resultados muy positivos, puesto que determinadas mutaciones en el pez cebra mimetizan el fenotipo de ciertas patologías humanas. Uno de los campos más prometedores abarca el estudio del sistema hematopoyético y desarrollo del corazón; por ejemplo, el fenotipo de algunas mutaciones mimetizan la cardiomiopatía dilatada, arritmias, o bien enfermedades cardíacas congénitas. También se han podido obtener líneas mutantes para el estudio de enfermedades renales (ej. fallo renal crónico), enfermedades óseas congénitas, Parkinson, Alzheimer, sordera, diabetes, cirrosis o bien leucemias.

 En este video podéis observar el latido del corazón y la circulación sanguínea en un pez transgénico.

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En este otro video se observa cómo se ha rastreado el movimiento y las divisiones celulares desde el estadio de 64 células hasta el de 20000. Impresionante, no?

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Debido a la capacidad de este organismo para incorporar moléculas disueltas en agua a través de las agallas, el pez cebra es un organismo en el que se pueden realizar análisis químicos de moléculas de bajo peso molecular, evitando el efecto materno que puede alterar los resultados si el mismo análisis se realiza sobre animales con desarrollo intrauterino. Por ello, en los últimos años el pez cebra se utiliza como organismo modelo para el descubrimiento y validación de nuevas dianas farmacológicas, así como en la búsqueda de nuevas drogas y estudios toxicológicos. Se ha propuesto al pez cebra como un modelo para el análisis biológico de los efectos de diversas drogas de abuso como el alcohol y la cocaína, obteniendo resultados parecidos a los encontrados en ratones. Por ello, este modelo animal es muy adecuado para estudiar el efecto de drogas opiáceas como la morfina en relación con su efecto analgésico y el desarrollo de adicción a la misma.

 

 Espero haber aclarado algo más el por qué empleamos este pez en la investigación biomédica. ¡Hasta la próxima!

vgnunez

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