Los laboratorios que analizan los químicos para detectar toxicidad neurológica podrían reducir el uso de ratones y ratas de laboratorio al reemplazar estos modelos animales con pequeñas lombrices acuáticas conocidas como planarias de agua dulce.
Los científicos de UC San Diego han descubierto que los planarios, comúnmente utilizados en los laboratorios de biología de la escuela secundaria para estudiar la regeneración y el sistema nervioso primitivo, en realidad son bastante sofisticados cuando se trata de modelar la respuesta del sistema nervioso humano en desarrollo a sustancias químicas potencialmente tóxicas.
Los investigadores publicaron sus hallazgos en la edición actual de la revista Ciencias toxicológicas .
"Debido a que los planarios tienen características únicas como un cerebro de complejidad intermedia, un tiempo de regeneración corto y ofrecen la posibilidad de estudiar adultos y desarrollar gusanos en paralelo, hacen un buen sistema complementario a los modelos animales existentes para estudiar la neurotoxicidad del desarrollo", dijoEva-Maria Schoetz Collins, profesora asistente de biología y física que dirigió el grupo de investigación: "El uso de modelos animales alternativos no solo reducirá los costos, sino que también reducirá significativamente la cantidad de mamíferos de laboratorio utilizados en las pruebas de toxicología".
Los seres humanos se enfrentan a miles de compuestos potencialmente tóxicos en su entorno y diariamente se agregan nuevos productos químicos en los productos que usamos, desde pesticidas hasta cosméticos y aditivos alimentarios. La forma de probar estos nuevos productos químicos para su seguridad se ha convertido en un problema crecienteque las pruebas de toxicología tradicionales han dependido durante mucho tiempo de los roedores de laboratorio. Ahora, se están haciendo esfuerzos para reemplazarlos con alternativas que empleen células cultivadas o modelos animales alternativos, como el pez cebra, que permiten a los investigadores detectar miles de toxinas potenciales de manera más rápida y reducidacosto.
"En los últimos años, varias agencias gubernamentales han comenzado a trabajar juntas en lo que se llama la 'Iniciativa Tox21', con el objetivo de cambiar la forma en que se han realizado las pruebas de toxicología a través de ensayos in vitro como células cultivadas y alternativas a los roedores de laboratorio", explicó Schoetz Collins." Debido a que cada plataforma de prueba, ya sea un modelo animal o un ensayo in vitro, tiene sus limitaciones, es importante realizar pruebas en varias plataformas para determinar las concentraciones tóxicas y los mecanismos de acción para el desarrollo de una exposición confiable.pautas para humanos "
Schoetz Collins y sus colaboradores comenzaron su estudio cuando notaron que los planarios que estaban usando en sus experimentos de laboratorio eran particularmente sensibles a las diferentes condiciones ambientales.
Como experimento, desarrollaron una plataforma de detección semiautomática de cinco pasos para caracterizar la toxicidad de nueve "neurotóxicos" conocidos, que consisten en solventes, pesticidas y detergentes de uso común, y un agente neutro, glucosa, en una especiede planaria llamada Dugesia japonica. Los investigadores cuantificaron los efectos de los diversos compuestos sobre la viabilidad de los planarios, el comportamiento estimulado y no estimulado, la regeneración y la estructura del cerebro.
"Las comparaciones de nuestros hallazgos con otros modelos animales de toxicología alternativa, a saber, larvas de pez cebra y nematodos, demostraron que los planarios son comparativamente sensibles a los químicos probados", concluyeron los científicos en su artículo.
"Al igual que el pez cebra y los nematodos, los planarios de agua dulce son pequeños, económicos y fáciles de criar, sensibles a los químicos en el agua y se desarrollan rápidamente", en aproximadamente una semana, agregaron los investigadores.
Pero los planarios también tienen ventajas importantes para estos modelos animales alternativos.
"Lo que hace que los planarios de agua dulce sean únicos y particularmente adecuados para la neurotoxicología del desarrollo es nuestra capacidad de estudiar simultáneamente animales adultos y en desarrollo genéticamente idénticos, lo que nos permite comparar directamente el efecto de posibles sustancias tóxicas en el cerebro adulto y en desarrollo, sin posibles complicaciones dela variabilidad de los factores genéticos ", escribieron los científicos.
Además, agregaron que el sistema nervioso planariano es mucho más complejo que el de los nematodos, pero más simple que el del pez cebra, y comparte "las mismas subpoblaciones neuronales y neurotransmisores que el cerebro de los mamíferos, por ser relevantes para los estudios en humanos. Ende hecho, se cree que el cerebro planario es más similar al cerebro de los vertebrados que a otros cerebros invertebrados en términos de estructura y función ".
Schoetz Collins enfatizó que si bien el estudio de investigación de su grupo demuestra la viabilidad de los planarios de agua dulce como un modelo animal alternativo para la neurotoxicidad, las lombrices acuáticas no reemplazarán a los roedores de laboratorio, sino que limitarán su uso.
"Los modelos de mamíferos seguirán siendo necesarios", agregó, "pero la detección previa con diferentes modelos nos permitirá seleccionar un número menor de sustancias tóxicas para analizar en mamíferos, reduciendo así su uso al mínimo estricto".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Original escrito por Kim McDonald. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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