La mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) es un personaje de la ciencia desde hace más de 100 años: un perfecto modelo experimental clave en cinco investigaciones que ganaron el premio Nobel de Medicina.
Diminuta, intrascendente, con alas elegantes y ojos inmensos de una tonalidad rojo brillante, gracias a este insecto científicos Nobel han concretado estudios de genética, biología molecular, bioquímica, sistema inmune y desarrollo embrionario.
Varios estudios sostienen que cerca de 60% de los genes de la Drosophila se encuentran de una forma similar en los seres humanos.
También 75% de los genes que causan enfermedades en humanos están presentes en la mosca de la fruta.
Por otro lado, tienen solo ocho cromosomas (cuatro pares), por lo cual su genoma es más fácil de mapear y entender.
El doctor Juan Riego, del Instituto de Neurobiología (INB) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), campus Juriquilla, en Querétaro, aprovecha la facilidad de trabajar con las llamadas moscas de la fruta para comprender, entre otras cosas, el proceso de la diabetes.
Riego ha identificado diversos genes involucrados con la diabetes, con lo que se podrá entender mejor el proceso de este mal, principal causa de muerte en México. Contactado por Vértigo, comparte que las moscas de la fruta (o también moscas del vinagre) son un modelo sencillo y barato para estudiar casi cualquier cosa. En particular el científico experimenta con moscas diabéticas, vale decir que son mutantes que tienen alterada la señalización de la vía de la insulina.
“En trabajo de laboratorio sigo y examino a estas moscas pequeñas y gordas, con altos niveles de azúcar y lípidos. Las de la especie Drosophila melanogaster permiten adentrarse en el desarrollo de la diabetes, ya que comparten con los mamíferos, como el ser humano, más de 70% de los genes”, explica.
Puntualiza que estas moscas diabéticas tienen defectos en la señalización de la vía de la insulina. Por ello ocurre que no aprovechan todos los nutrientes absorbidos a través de la pared del intestino. En consecuencia, estos insectos holometábolos acumulan muchos lípidos y también carbohidratos. Se vuelven obesas y además no crecen lo suficiente, porque además el académico de la UNAM ha descubierto que la insulina guarda relación con el crecimiento. “Aunque hayan comido no aprovechan cabalmente los nutrimentos, porque no señalizan correctamente. Acumulan grasa y carbohidratos que no utilizan”.
El estudioso manifiesta que en la mosca de la fruta hay ocho genes parecidos a la insulina y un receptor de insulina muy similar al de los humanos. Además, ha observado la parte dentro de las células que transmiten la información desde la superficie de estas hacia el interior para modular el metabolismo.
Uno de los primeros genes que logró aislar (lo hizo muy joven) de la mosca es el conocido como chico, debido al reducido tamaño del insecto, el cual se relaciona con la talla de estas criaturas de la naturaleza. “Si no tienen el metabolismo correcto de carbohidratos y lípidos se refleja en que son más diminutas y tardan más en desarrollarse, además de que acumulan grasa y se vuelven diabéticas”.
Laboratorio genético
Comprometido en saber qué genes se involucran en la vía de la insulina de la mosca de la fruta, ya que puede dar pistas sobre lo que ocurre en el ser humano, en su laboratorio detectó que las moscas diabéticas tienen alteraciones en los ritmos de sueño y vigilia, así como problemas en la retina, de manera análoga a como pasa con la retinopatía diabética humana. La funcionalidad de la retina se va perdiendo conforme se hacen viejas. Al final, quedan ciegas.
Las moscas diabéticas viven menos (unos 40 días) que las normales (hasta dos meses). No alcanzan la talla normal y tienen problemas de fecundidad. No asimilan la energía necesaria para generar los huevos.
Doctor por la Yale University, Riego señala que en México la diabetes mellitus es un gigantesco problema de salud pública: millones de personas (10% de la población) la padecen.
Por ello el experto en genética trabaja con las moscas afectadas por diabetes en dos vertientes. Una sobre qué alcances tienen ciertos remedios populares contra este padecimiento y otra sobre los efectos del consumo de azúcar en la vía de la insulina.
Con ese propósito realizó diversas pruebas con moringa (planta medicinal), frijoles y nopales, al incluirlos en la dieta de las moscas. Sus resultados indican que la ingesta de extractos de moringa (en ciertas cantidades), frijol (algunas variedades) y nopal usados como antidiabéticos puede tener beneficios.
El frijol, por su fibra, absorbe azúcares (se pegan al exterior de la fibra en el intestino) y luego la fibra junto con los azúcares absorbidos son desechados, ayudando al control de los niveles de azúcar. En las moscas de laboratorio se confirmó que la fibra de esta leguminosa ayuda a que los azúcares del organismo se absorban y no pasen al interior del insecto: se queda en el intestino y las vuelve menos diabéticas.
Pero no se puede generalizar que todas las variedades de frijol sean antidiabéticas. Se trabajó con tres, de las cuales una, el frijol flor de mayo, mostró efectos positivos en moscas diabéticas.
Inclusive, menciona, hay que considerar que ese frijol es de una cosecha específica. Faltan observaciones más a detalle y en más variedades para corroborar la efectividad de esta semilla.
Respecto del consumo del nopal, confirma que es auxiliar para el control de la diabetes e hiperglucemia, además es una herramienta eficaz en la prevención de esta enfermedad crónico-degenerativa ya que logra estabilizar y regular el nivel de azúcar en la sangre.
El extracto de hojas de moringa, añade, también es efectivo a concentraciones bajas (mejora el metabolismo, como la cantidad de lípidos y carbohidratos acumulados), pero a concentraciones mayores es contraproducente.
En perspectiva la idea del doctor Riego es realizar varios experimentos con estos insectos y con base en resultados más contundentes en un futuro aplicar lo mismo en humanos. Porque los tipos de diabetes que aparecen en las moscas mutantes de la fruta son muy parecidos a los del hombre.
“Hay moscas que tienen ataques cardiacos, se pueden volver alcohólicas o drogadictas, presentan aprendizaje y memoria… Y es que tienen los mismos genes que operan en nosotros, por lo que un modelo descubierto en ellas es válido para los humanos”, destaca Riego.
Innovador desde su inicio como investigador, indica que la mosca de la fruta es un organismo útil y versátil debido a su tamaño y que su ciclo de vida es mucho más rápido (se reproducen en miles y viven entre mes y mes y medio) que cualquier otro ejemplar, por lo que es mucho más económico, sencillo y funcional trabajar con ellas.
“Podemos tener generaciones en diez días, mientras que una de ratas o ratones tardan meses. También podemos hacer pruebas con muchos individuos en un espacio muy reducido. Su homogeneidad ayuda igualmente: son muy parecidas en todo y se pueden comparar de manera más rigurosa. Eso no se puede hacer con otros modelos”, concluye.
RECUADRO
Personaje nodal de la investigación científica
El zoólogo estadunidense Thomas Hunt Morgan consiguió el Nobel de Medicina en 1933 al demostrar en la mosca de la fruta que los cromosomas son los portadores de los genes.
Herman Muller, biólogo y genetista alumno de Morgan, descubrió que los genes de la mosca de la fruta podían mutar con la radiación. Conquistó el Nobel de Medicina en 1946.
Luego de efectuar estudios genéticos a la mosca de la fruta, George Beadly y Edward Tatum descubrieron que los genes actúan regulando determinados eventos químicos. La Real Academia de las Ciencias de Suecia les otorgó el Nobel en 1958.
Por el descubrimiento del rol de genes clave en el desarrollo del embrión de la Drosophila melanogaster, que también juegan un rol crucial en el desarrollo del embrión humano, en 1995 fueron reconocidos con el Nobel de Medicina Edward B. Lewis, Christiane Nusslein-Volhard y Eric F. Wieschaus.
Los estadunidenses Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young obtuvieron el Nobel de Medicina (2017) por descubrir los mecanismos moleculares que controlan el ritmo circadiano, vale decir, nuestro reloj biológico. El hallazgo se logró luego de aislar un gen —llamado gen del periodo— precisamente en una mosca de la fruta.