Un egresado de Biología de la Universidad del Valle encontró que un compuesto presente en objetos tan comunes como el agua o la carne puede causar anomalías en la mosca de la fruta. Este descubrimiento le exige al ser humano su especial atención, puesto que somos más parecidos a este insecto de lo que creemos.
Por Salomé Mizrachi Medina
Agencia de Noticias Univalle
El ser humano tiene 60 órganos, 206 huesos, más de 600 músculos, y una similitud del 75% en los genes asociados a patologías con Drosophila melanogaster, más conocida como la “mosca de la fruta”. Ese animalito que vive en nuestras casas donde encuentra el paraíso entre la fruta fermentada para reproducirse, aquel que tiene 2 alas, 6 patas y 5 ojos.
Puede resultar insólito que organismos tan diferentes puedan tener tanto parecido a nivel genético, pero lo que ocurre en el cuerpo diminuto de esta mosca podría estar contándonos algo sobre nuestra propia vulnerabilidad frente a los químicos que nos rodean en nuestro diario vivir como la NDMA, un compuesto que el ser humano es incapaz de evitar.
Este particular hallazgo se le debe al candidato a Doctor en Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Oscar Eduardo Tabares Mosquera, un biólogo egresado de la Universidad del Valle y Maestro en Ciencias en el campo de la Genética y Toxicología Ambiental de la UNAM, que ha trabajado bajo la tutela de la Dra. Patricia Ramos Morales, una de las pioneras en el campo de la mosca de la fruta como modelo para la investigación genética.
1, 2, 3, 4, 5, 6… ¿7, 8?
Una característica que se le puede atribuir a Oscar es la constancia, ya que siempre ha elegido como compañera a la mosca de la fruta, que en retribución por su lealtad, ha sido generosa con él. Desde pregrado, ha sido sujeto de su análisis, por lo que no es sorpresa que sea el modelo investigativo en su tesis doctoral enfocada en los efectos a largo plazo del NDMA, un contaminante que se puede considerar omnipresente.
Para comprender la apuesta constante del científico por este pequeño insecto, conviene recordar la sorprendente similitud en términos de genes que conserva el ser humano con Drosophila melanogaster, denominada como “homología”, que la convierte en un modelo poderoso, pues se da cuando dos especies distintas comparten un origen evolutivo remoto y, por ello, muchos de sus genes y mecanismos biológicos funcionan de manera parecida. Por tanto, estudiar lo que ocurre en la mosca puede ayudar a entender procesos que también suceden en nosotros. Al tener cuatro pares de cromosomas —estructuras dentro de cada célula donde se empaqueta y organiza el ADN—, diecinueve pares menos que el ser humano, y un ciclo de vida que no llega al mes, la mosca de la fruta se convierte en el organismo ideal para estudiar procesos biológicos de manera rápida y precisa.
Uno de estos es la exposición a N-nitrosodimetilamina (NDMA), un compuesto catalogado como carcinógeno por la Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer que sólo se produce para su uso dentro de laboratorios. No obstante, resulta inevitable el contacto del ser humano con este compuesto en su diario vivir, debido a que las plantas de tratamientos utilizan productos como el cloro para purificar el agua, proceso necesario que genera sustancias no deseadas como la NDMA cuando sustancias orgánicas que ya están en el agua reaccionan con la dicloramina —un tipo de cloro—. Además de esto, se encuentra en otras fuentes externas industriales como las carnes crudas, los enlatados, el cuero y el tabaco.
En el laboratorio, Oscar alimentó a diferentes grupos de larvas, que llegaron a ser moscas, con diferentes concentraciones de NDMA: la encontrada en el tratamiento de aguas residuales, así como algunas con niveles mayores e inferiores a esta, con el objetivo de conocer si los posibles efectos dependen de la cantidad de compuesto que ingiere la primera generación de moscas expuestas. En un avance significativo para la investigación, encontró ejemplares con una o dos patas extra de las habituales seis. No está de más decir que el hallazgo fue mayor, el biólogo no oculta la alegría que sintió al observar a través del microscopio estereoscópico su descubrimiento: “El evento fue épico en el laboratorio. Ese día fue todo revolucionario” comenta con la tranquilidad de que los resultados se atribuyen con certeza al NDMA gracias a las condiciones controladas que garantiza un laboratorio.
Oscar Tabares observando a través de un microscopio estereoscópico.
De generación en generación
Oscar llegó a México hace algunos años para realizar sus estudios de maestría bajo el ala de otra apasionada de la biología, la Dra. Patricia Ramos, que trabajó con Drosophila melanogaster por más de cuatro décadas y es una de las responsables de permitir que el modelo sea accesible y eficaz dentro de la formación científica según lo reconoce la Sociedad Mexicana de Genética. La Doctora en Ciencias, que falleció recientemente, ha dejado un legado profundo alrededor del estudio de este insecto, un trabajo que no sólo formó generaciones de científicos, sino que abrió caminos para que este modelo se consolidara en la investigación latinoamericana con la creación del Banco de Moscas y del Laboratorio de Genética y Toxicología Ambiental de la Facultad de Ciencias de la UNAM. La investigación de Oscar, de quien fue directora de tesis de posgrado y como una segunda madre, hace parte de ese legado, que hoy él continúa mientras opta por su propio título de Doctor en Ciencias.
Oscar junto a la profesora Patricia Ramos, su directora de tesis de maestría y doctorado.
Así como permanece la fascinación de los expertos respecto a este diminuto espécimen a través de las generaciones, el efecto de la NDMA no desaparece tras ser aplicada a la primera generación de moscas, sino que el desarrollo de malformaciones se presenta a partir de la primera generación y por lo menos por tres más, según la información del momento. La intención era demostrar que los efectos nocivos del contaminante pueden transmitirse a la descendencia después de que el compuesto es removido, e incluso se observaron moscas con malformaciones dentro de los grupos que fueron alimentados con cantidades menores al límite establecido por la Organización Mundial de la Salud (OMS) para NDMA en agua potable.
El siguiente paso dentro de la investigación que lleva a cabo el biólogo, es descubrir cuál es la causa exacta del desarrollo de patas extra en la mosca de la fruta dado que este resultado podría atribuírsele a dos procesos diferentes. Por un lado, se encuentra la vía genética, considerada porque la NDMA es un mutágeno y promueve la alteración del ADN a través de la metilación de la guanina, reacción química que puede generar un daño persistente e irreversible en el código genético debido a que funciona agregando grupos metilo al ADN. Sin embargo, la aparición de diversos y severos defectos morfológicos a través de varias generaciones sin exposición directa sugiere que una simple mutación no es la explicación más probable.
Por esta razón, el investigador se inclina por la regulación epigenética, la cual implicaría que el daño puede deberse a alteraciones en el material que compacta el ADN —las proteínas que lo envuelven— en lugar de un cambio directo en la secuencia, pues existe una baja probabilidad de que el mismo tipo de mutación que involucra a numerosos organismos ocurra repetidamente, ya que la frecuencia de una mutación en la secuencia de ADN suele presentarse en porcentajes extremadamente bajos dentro de las poblaciones, pero no es el caso. A raíz de esto, no se puede tener la certeza de llamarles “mutaciones” a estos defectos en la morfología de Drosophila melanogaster porque primero debe identificarse en qué nivel ocurre la desestabilización causada por la exposición a NDMA.
Después del descubrimiento, Oscar se tomó un tiempo para revisar si existían casos similares, pero no dio con ninguno; por lo que decidió, junto a la Dra. Ramos, presentar el hallazgo en un artículo científico, el cual fue publicado recientemente en la revista Environmental Pollution bajo el nombre: “Extra-legged flies and several other transgenerational developmental defects induced by environmentally relevant concentrations of N-nitrosodimethylamine in Drosophila melanogaster”. En el sitio web donde reposa el manuscrito también se presentan dos videos de una mosca con ocho y otra con siete patas. Este carácter inédito del hallazgo ha generado que algunos lo denominen como “suerte”, pero no se le puede entregar el mérito al azar por algo que es fruto de la dedicación a este modelo.
Drosophila melanogaster con dos patas extra.
Medidas que se deben medir
Resulta fundamental prestar especial atención a las malformaciones que se encontraron en los descendientes de las moscas que fueron expuestas a concentraciones ambientales, e incluso inferiores al límite permitido por la OMS de NDMA en agua potable. Sin embargo, “No quiere decir que si le salen más patas a la mosca, a un humano le van a salir más brazos” aclara el biólogo. A pesar de que el metabolismo de este tipo de compuesto ocurre de manera similar entre las moscas de la fruta y los seres humanos, no es posible afirmar que las consecuencias de la exposición constante al NDMA se presentan de la misma manera en ambos organismos.
Dado que estas secuelas ocurren a niveles de exposición pertinentes para los humanos, los hallazgos invitan a una revisión de los límites de seguridad instaurados por la OMS y los riesgos asociados con el NDMA, resaltando la importancia crítica de considerar los efectos transgeneracionales en la protección de la salud humana y el medio ambiente. Aparte de esta preocupación directa por la salud humana, también se trata de un llamado a la sociedad para ser conscientes sobre la calidad del agua, debido a una revelación: las sustancias formadas durante la desinfección pueden tener efectos invisibles, pero persistentes, en nuestra información genética o el material que la empaqueta. El futuro doctor habla de la necesidad latente de un fortalecimiento de políticas ambientales en los gobiernos para mejorar el monitoreo y tratamiento del agua.
A simple vista la mosca resulta desemejante del ser humano con sus reducidos milímetros de largo, pero esto no significa que a niveles internos, no se puedan encontrar similitudes con el funcionamiento de nuestro cuerpo. Entonces, entender lo que sucede en este diminuto y noble organismo es una oportunidad para conocer nuestras propias vulnerabilidades y los riesgos que pueden heredarse a las próximas generaciones.
