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Proteínas fluorescentes que detectan enfermedades antes del primer síntoma

Obtenidas de luciérnagas, permite reducir en un 90% los animales sacrificados para experimentación

21.03.13 - 12:21 -
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Proteínas fluorescentes que detectan enfermedades antes del primer síntoma
La proteína fluorescente (en rojo en la imagen) permite detectar una infección antes de que se manifiesten los síntomas. RICET.

Cuatro grupos de investigación de la Red de Enfermedades Tropicales (RICET) perteneciente al Instituto de Salud Carlos III han desarrollado unas proteínas fluorescentes rojas a partir de la luciérnaga y un pólipo marino, el Renilla reniformis. Los datos de esta investigación, que comenzó en 2010 y ahora ofrece sus primeros resultados, han sido publicados recientemente en la revista PLoS NTD.

Estas proteínas fluorescentes permitirán evaluar la patogenicidad en vivo y en tiempo real, por lo que constituyen un sistema de alerta en ciertas enfermedades mucho más precoz que los propios síntomas. Las proteínas fluorescentes rojas, que han sido probadas con la vacuna para la leishmaniasis patentada por la propia RICET, permitirán además reducir un 90% la cantidad de animales que exige sacrificar la actual metodología utilizada en experimentación, con la importancia ética que ello conlleva.

Para que un estudio científico sea considerado significativo, normalmente se sacrifican unos cuatro animales a la semana durante una media de ocho semanas. A esto habría que añadir los otros 32 animales que forman el grupo control. Si, como suele ocurrir al estudiar fármacos, se prueban varias dosis, con cada una de ellas deben sacrificarse esta misma cantidad de animales. Con la técnica de las proteínas fluorescentes de los investigadores de la RICET, un ratón sirve para el seguimiento de las 8 semanas que dura el experimento, es decir se reduciría un 90% la cantidad de animales sacrificados.

Una cepa de Leishmania ha sido modificada genéticamente para que contenga la proteína mCherry, una de las proteínas fluorescentes más poderosas y que además emite en una longitud de onda donde hay menos interferencia con la fluorescencia natural. La mCherry emite una luz con suficiente energía como para atravesar tejidos, lo que hace que sea fácilmente detectable. Esto ha permitido a los investigadores de la RICET seguir la evolución de una infección por leishmania con un detector de luz, sin necesidad de estar continuamente sacrificando grupos de animales.

La cepa modificada con la proteína fluorescente fue utilizada por los científicos para probar varios fármacos con actividad leishmanicida, como la miltefosina, anfotericina B y la paromomicina. Después, provocaron infecciones experimentales, donde demostraron que la evolución de la lesión cutánea en las patas inoculadas con los parásitos se correspondía con la emisión de fluorescencia roja, es decir, que la cantidad de fluorescencia total era proporcional a la cantidad de leishmanias presentes dentro del animal infectado. Se comprobó además que la emisión de fluorescencia roja era un parámetro que se podía detectar antes que la aparición de la lesión en el animal, por lo que los investigadores de la RICET descubrieron un sistema de alerta más precoz que la sintomatología en sí misma.

"Las proteínas fluorescentes tienen una gran ventaja sobre las bioluminiscentes", declaran en el estudio. La bioluminiscencia es la emisión de luz porque una molécula se transforma en otra y libera luz en el proceso. Pero para conseguirla, el animal tiene que ingerir una sustancia llamada sustrato, al que se aplica una enzima llamada luciferasa. El problema es que el animal necesita ingerir mucho sustrato, el precio de éste es elevado y sólo dura unos 20 minutos antes de metabolizarse.

"En conclusión, se puede afirmar que la cepa de Leishmania con proteína roja fluorescente mCherry permite el seguimiento a tiempo real de una infección experimental, utilizando menos animales de experimentación y atendiendo el principio bioético de las 3R: reemplazar animales por otras alternativas, reducir la cantidad de animales y refinar la información que se puede obtener con menos animales", dicen los investigadores.

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