La mosca del vinagre, Drosophila melanogaster, se ha convertido en objeto y laboratorio de estudio para dos científicos chilenos: Jimena Sierralta, del Instituto de Neurociencia Biomédica, BNI, y John Ewer, del Centro Interdisciplinario de Neurociencia, de la Universidad de Valparaíso, CINV.
Mientras en Santiago la científica explora los mecanismos de algunas enfermedades neurodegenerativas y la sinapsis neuronal, el investigador radicado en los cerros de Playa Ancha, Valparaíso, descifra los misterios de los relojes biológicos que rigen a los seres vivos. Ambos trabajan con la ayuda de este insecto que ha servido de modelo por casi cien años.
"Estudiar cómo opera un cerebro humano es muy difícil. Si quisiéramos descifrar el funcionamiento de un reactor nuclear, por ejemplo, primero debemos partir estudiando una reacción química pequeña. En ese sentido, laDrosophila presenta muchas ventajas, ya que es un modelo más simple y que podemos manipular con mayor facilidad", señala Jimena Sierralta. Algunos de los atributos de este insecto es que poseen un ciclo de vida corto (10 días), además de un genoma conocido y herramientas genéticas disponibles para su modulación.
Ciencia a pequeña escala
La científica de BNI investiga los mecanismos comunes que subyacen a varias patologías neurodegenerativas como Parkinson, Alzheimer y Esclerosis Lateral Amiotrófica, con el fin de comprender su origen y factores que lo gatillan, entre ellos, el estrés celular. Pero además, la Dra. Sierralta está buscando respuestas y una posible terapia para las HSP, Paraplejías Espásticas Hereditarias, un grupo de trastornos neurológicos caracterizados por la espasticidad –rigidez y tensión inusual- progresiva, y debilidad de las piernas y los músculos de la cadera.
"A través de la Drosophila, estamos observando en HSP, cómo un gen en particular está produciendo la muerte de las motoneuronas –células especializadas. Junto a ello, estamos realizando una búsqueda a ciega de múltiples genes que puedan ayudar a mejorar el fenotipo y enlentecer el progreso de la enfermedad", señala la investigadora y directora del Laboratorio de Neurobiología Celular y Molecular, de la Universidad de Chile.
Otro tema que investiga la Dra. Sierralta en esta mosca, es la sinapsis, buscando comprender cómo estas uniones entre neuronas se forman, mantienen y modifican a lo largo de la vida. Asimismo, en su laboratorio se exploran los aspectos genéticos involucrados en estos procesos, comunes a todos los organismos que poseen un sistema nervioso.
Relojes biológicos
Diferentes aportes en el área, son realizados por el Dr. John Ewer, del CINV. Utilizando a la Drosophila, el científico investiga los relojes biológicos, los cuales cumplen un rol fundamental en los seres vivos, al encargarse de regular los ciclos diarios de actividad y procesos vitales, como el sueño y la vigilia, el metabolismo y estado de alerta. En nosotros el reloj maestro si sitúa en el hipotálamo, y si existen problemas en éste, las personas pueden volverse arrítmicas e insomníacas. Pero también hay relojes periféricos en todos los órganos del cuerpo, que cumplen múltiples funciones importantes. Una situación similar ocurre en Drosophila, haciéndolo un sistema ideal para estudiar como los relojes regulan la conducta.
Según explica el investigador, temas como el reciente cambio de horario, pueden interferir en el correcto funcionamiento de los relojes internos, especialmente, cuando se obliga al cuerpo a adelantar una hora de forma artificial. "Con esta cambio, las personas deben estar alertas antes de lo normal. Y se ha visto que efectivamente, ocurren más accidentes automovilísticos, sobre todo los primeros días después del cambio, aunque el efecto persiste por varias semanas", detalla.
Esta situación afecta principalmente a los niños, de acuerdo al Dr. Ewer, ya que éstos se despiertan naturalmente más tarde que los adultos. Por esta razón, es probable que un menor vea afectado su rendimiento durante las dos primeras horas de clases, ya que biológicamente puede que éste siga dormido. Ante ello, el investigador comenta que sería fundamental generar modos de reajustar los horarios a las necesidades biológicas. Además, recomienda respetar los ciclos de sueño nocturno, ya que el trabajo o la vigilia de noche, cuando en continua, puede generar problemas de salud, tales como: hipertensión, obesidad y diabetes.
Small Brains Big Ideas
Motivados por la investigación del sistema nervioso, a través de la Drosophila y otros invertebrados, es que los científicos del BNI y el CINV, centros líderes en neurociencia chilena, han realizado una alianza en conjunto con la Universidad de Massachusetts, para organizar la tercera versión de "Small Brains, Big Ideas". Esta jornada Latinoamericana se realizará entre el lunes 6 y miércoles 15 de octubre, en Santiago y Valparaíso.
En la oportunidad, científicos de Estados Unidos, Inglaterra, Argentina, Chile y otras naciones, realizarán conferencias y cursos prácticos sobre tres modelos de estudio: Drosophila (Mosca del vinagre), el nematodo C elegans y las abejas. En la actividad, dirigida principalmente a estudiantes de postgrado e investigadores de América Latina, se mostrarán los últimos avances y técnicas modernas en neurociencias, útiles para la investigación básica y biomédica.
Enfoques genéticos para el estudio del cerebro, la sinapsis, neurociencia celular, comportamiento, memoria y aprendizaje, y el sistema de recompensa –dopaminérgico- serán algunas de las temáticas a tratarse.
Dentro de los invitados, se destaca la participación del Dr. Marc Freeman, quien inaugurará el curso con un simposio masivo abierto al público, a realizarse el lunes 6, a las 10 horas, en la cineteca del Centro Cultural La Moneda. El investigador de la U. de Massachusetts es experto en Glías, células de sostén que permiten el metabolismo de las neuronas y la modulación de su actividad, "siendo tan importantes para el organismo, que cuando hay defectos en ellas, esto puede interferir a nivel de la memoria y el aprendizaje", según comenta la Dra. Sierralta.
Otro relator connotado será el Dr. Victor Ambros, Premio Lasker por su descubrimiento sobre los micro RNA, estructuras que cumplen un rol fundamental en la regulación genética. El científico también es colaborador directo del Dr. Craig Mello, quien obtuvo el Premio Nobel por sus estudios en C elegans. El cierre del encuentro se realizará en Valparaíso, con un simposio dirigido a público general.