Download La mirada del pez cebra

Ventana al NEGRO
La mirada del pez cebra
El investigador investigado
E
l abuelo no veía bien. Desde que volvió del
hospital, me había dedicado a observarle desde
el otro lado de la gigantesca pecera que papá
había ordenado colocar en el salón. Su ojo derecho parecía cansado, y había adquirido un color
y un brillo extraños, diferentes a los del ojo
izquierdo. Mamá me explicó el motivo. Al parecer, se trataba de una enfermedad de la vista
llamada glaucoma. Aunque le habían operado, a
partir de ahora el abuelito sólo podría ver con
claridad a través de su ojo sano. Los médicos no
podían hacer nada más. Yo por entonces tenía
nueve años, y la noticia me inundó de pena. Aun
así, aguanté las lágrimas mientras decenas de
pares de ojos negros me miraban fijamente
desde el otro lado del cristal.
Buceando en el currículum del Doctor José Daniel Aroca Aguilar descubrimos
que se licenció en Bioquímica por la Universidad de Murcia en el año 2000. Tras
graduarse, se incorporó al grupo de Biomembranas del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular A de la Universidad de Murcia, antes de pasar al grupo de
Genética Molecular Humana de la Facultad de Medicina de Albacete. En 2009
obtuvo el título de doctor, y su tesis fue galardonada con el Premio extraordinario
de doctorado. Por si fuera poco, nuestro protagonista de hoy en Ventana al Negro ha
completado su formación con estancias en universidades de Estados Unidos y
Japón. También participado en una decena de proyectos de investigación centrados
en el estudio de las bases genéticas del glaucoma, y es autor de 15 artículos publicados en revistas relevantes del campo. De igual modo, destaca su participación en 12
congresos de carácter internacional, y 33 de ámbito nacional. En la actualidad, es
Profesor Contratado Doctor en el Grupo de Genética Molecular Humana de la
UCLM, miembro del Instituto de Investigación en Discapacidades Neurológicas
(IDINE) y de la red RETICS de Patología Ocular del Instituto de Salud Carlos III,
donde participa en el estudio de las bases genéticas del glaucoma y la puesta a punto
de un modelo de pez cebra para su estudio.
- ¿Y ellos? - pregunté a mamá - ¿No podrían
ayudarnos?
Mi madre se quedó pensativa durante unos
instantes, con la mirada puesta en el interior de
la pecera de papá.
- Tal vez sí, hija - respondió.
"Los peces poseen la capacidad de regenerar tejidos cuya pérdida en humanos es irreversible"
directo ya que se realiza en un huevo transparente fuera del
cuerpo de la madre, una ventaja indudable para estudios de
desarrollo.
Desde que el abuelito regresó de su operación en el hospital,
veía con dificultad a través de su ojo izquierdo. Mamá me
explicó que era a causa de algo llamado glaucoma. ¿Qué
significa exactamente? ¿Por qué los médicos decían que
jamás volvería a ver a través de ese ojo?
En realidad el glaucoma no es una única enfermedad, sino que
se denomina así a un grupo de alteraciones que tienen en
común una pérdida de visión asociada a la muerte de las llamadas células ganglionares de la retina, que son las encargadas de
transmitir la información visual desde el ojo al cerebro. La
muerte de estas células es irreparable, por lo que la pérdida de
visión es desgraciadamente irreversible. Es una enfermedad
bastante común y de la que aún no se conocen totalmente las
causas genéticas ni ambientales. Sí sabemos que en la mayor
parte de los glaucomas hay una descompensación entre la
producción y eliminación del humor acuoso, el líquido que
baña por dentro el ojo, el cual se acumula incrementando la
presión, como en un globo demasiado hinchado y termina
dañando a estas células. La identificación de los genes y
mecanismos que regulan esta presión está permitiendo mejorar
nuestra comprensión de la enfermedad.
"El pez cebra tiene mucho que
enseñarnos acerca de la
regeneración de órganos"
Investigando con
ojos de pez
Estudian las bases genéticas del glaucoma
con el objetivo de identificar aquellos
genes responsables de la aparición de la
enfermedad
Hoy en Ventana al negro conocemos el proyecto de investigación en el
que participa el Dr. José Daniel Aroca Aguilar, profesor de genética de la
Facultad de Medicina de Albacete e investigador del Instituto de Investigación en Discapacidades Neurológicas (IDINE). La investigación del
grupo de Genética Molecular Humana está dirigida por el Dr. Julio Escribano y se centra en el estudio de las bases genéticas del glaucoma. Uno
de sus principales objetivos es la identificación de nuevos genes relacionados con la aparición de la patología en pacientes españoles, mediante
la utilización de las modernas técnicas de secuenciación masiva. Para
comprender la función de los genes identificados y analizar el papel que
éstos desempeñan en la aparición del glaucoma, este equipo ha puesto en
marcha un modelo animal en pez cebra para el estudio de las variantes
identificadas en los pacientes.
hablamos con_
JOSÉ DANIEL AROCA AGUILAR
Profesor de genética de la Facultad de Medicina de Albacete
"La utilización de modelos animales es fundamental en la comprensión de las enfermedades humanas"
¿A qué se refería mi madre? ¿De verdad podían los peces
de papá ayudar a curar la enfermedad del abuelito?
No directamente, claro, pero sí que pueden ayudarnos a
comprender la enfermedad y a diseñar tratamientos más
apropiados. La utilización de modelos animales es fundamental en la comprensión de las enfermedades humanas,
más aún en el caso de las que tienen una base genética, como
el glaucoma. Al reproducir en los animales las alteraciones
genéticas que encontramos en los pacientes, se puede
estudiar el desarrollo de la enfermedad en el laboratorio,
comprenderla y desarrollar nuevos tratamientos.
Ventana al Negro es un espacio concebido para difundir el
conocimiento y la cultura científica en la sociedad. En su
elaboración colaboran investigadores de la Universidad de
Castilla-La Mancha e investigadores INCRECYT del Parque
Científico y Tecnológico de Albacete.
En la pecera de papá había decenas de peces de colores y
formas diferentes. ¿Todos podían ayudar al abuelito?
¿Cuáles sí y cuáles no?
Cualquiera de ellos podría ser útil, aunque en la práctica unos
lo son más que otros. La razón principal es que la ciencia se
hace entre mucha gente en todo el mundo y utilizar el mismo
modelo permite compartir y comparar los descubrimientos de
cada laboratorio. Inicialmente se utilizó mucho un pez japonés
conocido como “Medaka”, pero en las últimas décadas, el pez
cebra se ha ido estableciendo como el pez modelo de elección
para la investigación de enfermedades humanas.
Ventana al NEGRO
Idea y dirección_ Manuel Carmona Delgado
Redacción_ María García Vidal
Ilustración_ Mª Dolores Alfaro Cuevas
Dinamización _ Luis Gayoso y Francesc Verdaguer
¿Por qué se llama así el pez cebra? ¿No podría llamarse
también pez elefante? ¿O pez jirafa?
Se le llama pez cebra por el diseño de rayas oscuras sobre
fondo claro que luce en sus costados, aunque en realidad su
nombre científico es Danio rerio. El que sea tan conocido por
su nombre común se debe a que ya era bastante famoso como
pez de acuario antes de ser utilizado en investigación. En todas
las tiendas de peces hay una pecera con “cebritas” moviéndose
sin parar.
Un día escuché cómo papá contaba al abuelito que el pez
cebra tenía mucho que ver con nosotros. Sin embargo, por
más que yo mirara a aquellos diminutos pececitos, no
encontraba ninguna semejanza con la especie humana.
¿Qué cree que quiso decir? ¿En qué nos parecemos al pez
cebra? ¿No me asemejo más a un mono que a un pez?
El pez cebra es un vertebrado como nosotros, por lo que la
mayor parte del diseño corporal y del funcionamiento de sus
sistemas son muy parecidos a los nuestros. La utilización de
modelos de mamíferos, o incluso de monos, hacen que las
similitudes aumenten pero también las complicaciones éticas,
por el mismo motivo. Los científicos realizamos un esfuerzo
constante por minimizar el sufrimiento animal al estudiar las
enfermedades humanas. Parte de este esfuerzo consiste en no
utilizar mamíferos a menos que el fin esté justificado y sea la
única manera de conseguir la información que se persigue. El
pez cebra posee un equilibrio entre cercanía y distancia evolutiva que lo hace muy interesante para el estudio de patologías
que afectan a órganos que tengan un funcionamiento común en
distintas especies animales, como el ojo, y las implicaciones
morales y éticas son mucho menores. Por otra parte, algunas de
las diferencias existentes entre el pez y nosotros también
pueden resultar útiles para el desarrollo de las investigaciones.
Por ejemplo, el desarrollo embrionario del pez puede verse en
El abuelo siempre fue un gran lector. Las novelas se acumulaban en la mesita de su dormitorio, y a veces incluso
pasaba noches en vela sólo por la necesidad de terminar
aquel libro que tanto le gustaba. ¿Cree que su pasión por
los libros tuvo algo que ver en su enfermedad? Si no es así,
¿por qué el abuelito tenía glaucoma?
“Forzar la vista” no parece ser un factor de riesgo en glaucoma.
No está totalmente aclarado, pero se cree que algunos factores
como la hipertensión arterial, la diabetes, el tratamiento con
corticoides y el consumo de tabaco, pueden favorecen la
aparición de glaucoma. Sí está más claro que la elevación de la
tensión ocular y la historia familiar son los factores de riesgo
más importantes. En una familia que presente varios casos de
glaucoma, la probabilidad de desarrollar la enfermedad se
incrementa entre 7 y 20 veces, por lo que la identificación de
las bases genéticas de la patología es crucial para un diagnóstico temprano que permita prevenir la pérdida de visión.
En una conversación entre mamá y papá les oí hablar de
"variante genética". ¿Cree que hablaban sobre una película de ciencia ficción, o se referían a la causa de la enfermedad del abuelito?
En los primeros años de este siglo, tras un esfuerzo internacional de proporciones épicas, se publicó la secuencia completa
del genoma humano, el plano de construcción que todos
llevamos dentro, que ha llegado a ser denominado como el
libro de la vida. Éste está formado por más de 3.200 millones
de letras y, aunque bastante parecidas entre persona y persona,
cada uno de nosotros tiene millones de letras que cambian
respecto al texto común. Estos cambios se denominan “variantes genéticas”. La mayoría de ellos son inofensivos, de hecho
son la esencia de nuestra individualidad y explican por qué
todos somos distintos y porqué nuestros hijos se nos parecen,
ya que estos cambios son hereditarios, pero unos cuantos
predisponen al desarrollo de patologías o incluso son la causa
directa de ciertas enfermedades. El estudio de las variantes de
un enfermo y la identificación de las que están asociadas con la
aparición de su enfermedad, permiten comprender las características de la patología propias de cada paciente, diseñar
tratamientos personalizados para la causa concreta de cada
individuo e incluso predecir si se sufrirá la enfermedad en el
futuro.
¿En qué parte del pez cebra residen sus poderes para curar
la vista? ¿En la cola? ¿En las aletas? ¿Tal vez en sus
branquias o escamas?
En sus propios ojos. El pez cebra nos permite imitar los
cambios genéticos que encontramos en los enfermos y estudiar
específicamente el defecto ocular que producen a nivel de los
tejidos. Además, el estudio de los procesos de formación de los
ojos de los peces nos permite profundizar en el conocimiento de
cómo se forman y cómo funcionan los nuestros.
De vez en cuando, algunos de los peces cebra más barrigudos de la pecera expulsaban una especie de huevos transparentes, de los que salían diminutos pececitos. Mamá decía
que aquellos, sin duda, serían de gran ayuda para la cura
del abuelito. ¿A qué se refería exactamente?
El desarrollo embrionario del pez cebra es uno de sus principales atractivos para su utilización como modelo animal. El
embrión se desarrolla dentro de un huevo transparente que
permite observar en vivo y célula a célula la construcción y
ensamblaje de los tejidos y órganos del animal. Además, la
reproducción en laboratorio del pez cebra es muy sencilla, se
pueden cruzar varias veces por semana y sus puestas están
formadas por más de 100 huevos por pareja.
Papá me contó una noche que los peces cebra ciegos eran
capaces de volver a ver. ¿Es cierto? ¿Por qué ellos sí y
nosotros no?
Es cierto, los peces poseen la capacidad de regenerar tejidos
cuya pérdida en humanos es irreversible, como la retina, pero
también aletas, piel e incluso el corazón. En mamíferos esa
capacidad de regeneración se ha perdido casi completamente.
Aunque está presente en las etapas de desarrollo embrionario la
mayoría de nuestros órganos pierden esta capacidad poco
después de nacer. Sin duda debe haber razones evolutivas para
haber “desconectado” este sistema, aunque no son totalmente
conocidas aún. Una teoría bastante aceptada propone que
mantener activada la regeneración celular en el adulto podría
predisponer a la aparición de tumores, mucho más comunes en
nuestra especie por la larga duración de nuestras vidas en
comparación con el pez.
¿Podrá imitar el abuelo al pez cebra algún día y conseguir
así que su ojo izquierdo vuelva a funcionar como antes?
El estudio de la regeneración en el pez cebra y otros animales
como el ajolote, un animal parecido a un lagarto de agua, está
proporcionando una comprensión cada vez más profunda de los
mecanismos implicados en los procesos regenerativos. La
medicina regenerativa es una disciplina joven, pero con una
gran potencialidad y que permite una aproximación novedosa a
la enfermedad. En España hay grupos de investigación que son
líderes a nivel internacional en la aplicación de terapias celulares con células madre para tratar patologías hasta ahora incurables, aunque su aplicación clínica no es inmediata. La regeneración de órganos completos es aún más lejana, pero indudablemente el pez cebra tiene mucho que enseñarnos a este respecto.