Número 16
Caenorhabditis elegans como modelo animal en el estudio de bioactividades

En el grupo de investigación de “Bioquímica y Biotecnología Enzimática” de la Universidad de Murcia hemos desarrollado una plataforma automática de control del organismo modelo Caenorhabditis elegans que nos permite evaluar in vivo el efecto de sustancias y extractos sobre la salud. C. elegans es un pequeño nematodo transparente que es considerado un modelo animal completo,que está validado a nivel internacional y con el que se puede estudiar a lo largo de su ciclo de vida el papel promotor de la salud de sustancias de interés alimentario, cosmético y farmacéutico.

Gracias a la financiación de la Fundación Séneca a través de su programa de apoyo a grupos de excelencia hemos construido un equipamiento llamado “Lifespan machine”, del cual sólo existen dos más en todo el mundo con el que podemos controlar las condiciones de vida y seguir la actividad de hasta 8.000 pequeños gusanos al mismo tiempo, registrando sus movimientos de manera individualizada. Esto nos permite hacer investigaciones de significancia estadística con las que analizar el efecto de moléculas y extractos, y determinar aspectos estructurales y de composición de especial bioactividad. Así mismo, nos asiste en el desarrollo de librerías y en la modificación de compuestos para generar sustancias bioactivas más potentes y desarrollar nuevas moléculas de interés.

La plataforma puesta en marcha se ve reforzada por el trabajo con modelos de estrés oxidativo y de enfermedades como Alzheimer, Parkinson y cáncer, en los cuales se pueden llevar a cabo estudios preclínicos de fármacos y compuestos bioactivos.

Nuestro grupo de investigación desarrolla, produce y caracteriza moléculas con potencial promotor de la salud procedentes de distintas familias estructurales y el desarrollo de la plataforma de control de C. elegans nos ha permitido dar el salto al modelo in vivo desde la caracterización in vitro de actividades. En este sentido, venimos estudiando bioactividades relacionadas con la retirada de radicales libres o la interacción con enzimas que son diana (targets) de enfermedades o procesos fisiológicos de relevancia para la salud. El trabajo con el modelo in vivo amplía las perspectivas de evaluación de cualquier molécula, dotándola de una significación biológica probada en un animal completo con el que los humanos compartimos el 44 % de los genes, y hasta un 80 % de aquellos implicados en rutas bioquímicas fundamentales y que se ven alterados en enfermedades. Esta proximidad genética y bioquímica es la que permite extrapolar los resultados obtenidos en el modelo C. elegans a animales superiores, incluyendo el hombre y de este modo se ha establecido una metodología de trabajo que posibilita avanzar en el cribado de moléculas in vivo con potencial en los sectores alimentario, cosmético y farmacéutico. En este sentido el grupo está ya desarrollando colaboraciones externas.

Desde el punto de vista de dar respuesta a las demandas sociales y económicas, el trabajo desarrollado en el grupo permite una aproximación científica y controlada al análisis de actividades de alimentos, nutraceúticos, cosméticos y fármacos, los cuales pueden ser validados de una manera biológica. En este sentido la plataforma y las metodologías puestas a punto en nuestro grupo implican trabajar conorganismos complejos desde el punto de vista bioquímico y biológico pero que son pequeños nematodos con una estructura neuronal sensitiva básica, muy lejos de la complejidad neuronal y social de otros animales de experimentación. Esto permite reducir enormemente el número de animales superiores utilizados en experimentos, y reducir el coste a una décima parte respecto a las investigaciones con ratones, que persiguen conocer el efecto de sustancias sobre la salud humana en los sectores alimentario, cosmético y farmacéutico.

 

Francisco García Carmona es Investigador principal del Grupo de Excelencia 'Bioquímica y Biotecnología Enzimática'. Departamento de bioquímica y biología molecula A. Facultad de Biología. Universidad de Murcia.