Cuando hay que sacarlas de una bebida, probablemente resulte difícil atribuirles algún beneficio; pero son un modelo científico fundamental que, en Mayo Clinic, ayuda a los investigadores a estudiar un efecto secundario debilitante de la quimioterapia: el daño nervioso llamado “neuropatía periférica.”

“Los fármacos con platino, como el cisplatino, el carboplatino y el oxaliplatino, son los que más a menudo se emplean para tratar el cáncer”, dice el Dr. Anthony Windebank, neurólogo de la sede de Mayo Clinic en Rochester (Minnesota).

Sin embargo, estos fármacos pueden ocasionar dolores prolongados en las manos y los pies en el 30 a 40 por ciento de los pacientes con cáncer, explica el Dr. Windebank. La neuropatía periférica cambia considerablemente la calidad de vida del paciente, puesto que algunos interpretan aquel hormigueo del daño nervioso como dolor y otros, como entumecimiento. Cuando la neuropatía periférica afecta los pies, el daño nervioso puede alterar tanto el equilibrio como la marcha. Debido a que no se sabe quién corre más riesgo de sufrir estos efectos secundarios, los investigadores del laboratorio del Dr. Windebank intentan descubrir si existe alguna manera de proteger a las células nerviosas antes de administrar la quimioterapia y, por primera vez en la historia de la ciencia, lo hacen con moscas de la fruta.

LA IMPORTANCIA DE LAS MOSCAS DE LA FRUTA

Moscas de la fruta dentro de un tubo de ensayo.

Al buscar en el Internet “ciclo de vida de la mosca de la fruta”, no es de extrañar que la primera referencia sea sobre una compañía exterminadora de insectos. No obstante, los estudios con moscas de la fruta, cuyo nombre científico es Drosophila melanogaster, han llevado a la obtención de varios premios Nobel y a saber más acerca de la contribución de la genética a las enfermedades.

Por más de 100 años, las moscas de la fruta han sido un modelo importante para la investigación porque tienen más semejanza con los humanos de lo que se cree. En las moscas de la fruta, se encuentran muchos genes similares a varios de los genes humanos que contribuyen a enfermedades. Estas similitudes entre especies, llamadas “homologías”, quieren decir que los análisis realizados en las moscas pueden aportar información acerca del mismo gen en los humanos.

“Se calcula que entre el 70 y el 80 por ciento de los genes que provocan enfermedades en los humanos tienen un homólogo directo en las moscas”, afirma el Dr. Christopher Groen, fellow en investigación que trabaja en el laboratorio del Dr. Windebank. Por todo esto y también gracias a que las moscas de la fruta no solamente son un sistema simple sino que su secuenciación genética ya está hecha, este proyecto saca a la luz cosas ocultas.

LA HIPÓTESIS GENÉTICA

Los investigadores del laboratorio estudian desde hace años este problema del daño nervioso causado por los fármacos con platino en animales modelo, explica Jewel Podratz, experta en tecnología investigativa en el laboratorio del Dr. Windebank. Ella considera que aunque el equipo algo aprendió con estos estudios, sus miembros creían que la genética desempeñaba una función principal en la susceptibilidad a la neuropatía periférica y, por ello, cambiaron los modelos.

“Al principio, pensábamos utilizar las moscas con genes modificados, a fin de ver si ciertos genes las volvían más susceptibles a los fármacos de la quimioterapia. En las moscas, se puede buscar rápidamente bastantes mutaciones genéticas para ver si hay las correspondientes a mayor o menor susceptibilidad. Esto aporta indicios respecto a los mecanismos por los que algunos pacientes son más susceptibles que otros”, señala Podratz.

TREPAR PARA APORTAR DATOS

A fin de investigar y analizar el efecto de los fármacos sobre las moscas, el equipo utilizó un comportamiento innato en estos insectos: el de trepar.

“Es instintivo en ellas y cuando se las hace caer, su instinto natural es trepar por los tubos de ensayo; pero a medida que las tratamos con dosis cada vez mayores del fármaco quimioterapéutico cisplatino, si caen al fondo del tubo de ensayo, se quedan allí y pierden la capacidad de volver a trepar”, dice el Dr. Groen.

El equipo primero administraba el tratamiento a las moscas, luego golpeaba ligeramente los tubos de ensayo contra la mesa para hacerlas caer hasta el fondo y después contaba cuántas eran capaces de trepar nuevamente por los costados. Pero surgió un problema… esto fue lo que se presentó (oprima sobre la imagen del tubo de ensayo para ver lo que sucedió):

Tratar. Golpear ligeramente. Ver. Contar.

Tratar. Golpear ligeramente. Ver. Contar.

Tratar. Golpear ligeramente. Ver. Contar.

“La fuerza con la que se golpeaba el tubo de ensayo contra la mesa variaba entre una y otra persona, lo que hizo diferencia en los datos reales. Era necesario automatizar tanto los golpecitos como el cómputo de las moscas para obtener datos más concretos y poder llevar a cabo varias detecciones de forma simultánea”, afirma Podratz.

El Dr. Windebank anota que en otros lugares, probablemente habría sido necesario contratar expertos, vender la idea a una compañía de ingeniería o hacerlo en el garaje de casa; pero, afortunadamente, las cosas son diferentes en Mayo.

“Contamos con un equipo de programadores e ingenieros especializados en cada parte del proceso, así que terminamos construyendo dos aparatos: uno para usar y otro como repuesto”, añade Podratz.

En la versión final del aparato, una iluminación teatral rodea a los tubos de ensayo que están organizados en filas sobre una barra plástica, en una disposición similar a las famosas bailarinas Rockettes de Nueva York.

Las moscas de la fruta en escena.

La barra sube a intervalos fijos y luego desciende rápidamente con una fuerza constante. Después de un período, una cámara toma fotos de los tubos de ensayo y un programa de software registra la cantidad de moscas que se encuentra por encima de un determinado punto en el tubo de ensayo.

APLICACIÓN EN LOS PACIENTES

En el año 2015, Cassandra Johnson, uno de los miembros del laboratorio y aspirante a un doctorado en investigación en la Escuela de Posgrado en Ciencias Biomédicas de Mayo Clinic, publicó un trabajo en la Revista de las Ciencias Neurológicas sobre los factores de riesgo en pacientes con cáncer de pulmón que sufrieron daño nervioso o que no lo tuvieron. Su equipo logró identificar ciertos genes y cambios genéticos que se manifestaban con mayor frecuencia en los pacientes que sufrieron daño nervioso después de la quimioterapia, comparado con quienes no lo presentaron. Con base en esta información, los investigadores del laboratorio del Dr. Windebank decidieron ver si los resultados coincidían con los de las moscas de la fruta.

“Lo usamos para, de cierta manera, verificar el modelo”, aclara el Dr. Groen. Lo hicieron y, finalmente, publicaron los resultados en Fly. No obstante, a medida que preparaban sus experimentos para empezar el trabajo de detección a gran escala, algo más surgió… pero esta vez, fue algo bueno.

“Estábamos haciendo pruebas con las moscas de control cuando descubrimos que una de estas cepas de control mostraba realmente y definitivamente resistencia al cisplatino”, asevera el Dr. Groen.

En este caso, el significado de esto era que las moscas necesitaban dosis muy altas del fármaco para perder la capacidad de trepar. La mutación en esta cepa terminó estando en una parte del ADN relacionada con el funcionamiento de las mitocondrias.

Cuando el Dr. Groen presentó estos resultados en la reunión departamental de los laboratorios, lo abordó una colega que estudia un fármaco que afecta la misma función de las mitocondrias, la Dra. Eugenia Trushina. Sea mediante un fármaco o con una diana para un fármaco, el equipo espera encontrar una manera de proteger a los pacientes del daño nervioso producido por el cisplatino sin alterar su capacidad de eliminar el cáncer.

Entretanto, la información genética obtenida es de utilidad.

“Nuestro objetivo original para la detección genética a gran escala era identificar una lista de los genes que pueden volver a los pacientes más susceptibles al daño nervioso y lo vimos como un análisis genético capaz de, según las predicciones, modificar el plan de tratamiento de los pacientes que estaban a punto de someterse a la terapia con cisplatino”, dice el Dr. Groen.

“Sin embargo, ahora, con una diana, se puede hacer pruebas con muchos fármacos diferentes”, continúa el Dr. Windebank.

Por lo tanto, aunque este descubrimiento todavía no esté listo para aplicarlo en los pacientes, ya ha abierto tres caminos por los que avanzar: un medio de personalizar el tratamiento oncológico, un medio de probar un nuevo fármaco y un medio de analizar los fármacos existentes… todo esto con el estudio de las moscas de la fruta.

El Dr. Windebank acota que esto tiene mucho sentido, pues “no hay nada más complicado que el ser humano. Entonces, cuando se quiere estudiar cómo funcionan las cosas, lo mejor es tener un sistema más simple y las moscas de las fruta son mucho más simples que las personas. Conocemos su genética, conocemos todos los componentes y este es un buen ejemplo de cuán relevante es la investigación sobre estos insectos para las enfermedades humanas”.

– Sara Tiner, marzo de 2019