Un nuevo modelo de infección experimental en moscas ofrece una manera rápida y económica de probar fármacos
Investigadores del Instituto de Investigación y del Hospital Germans Trias i Pujol refuerzan su papel líder en la investigación de enfermedades infecciosas con la caracterización y desarrollo de un nuevo modelo de estudio en Drosophila, que permitirá evaluar diversos agentes infecciosos.
La Unidad de Microbiología Clínica y Experimental (UMCiE) del Instituto de Investigación Germans Trias i Pujol (IGTP), en coordinación con el Centro de Medicina Comparativa y Bioimagen de Cataluña (CMCiB), un proyecto estratégico del mismo instituto, lleva años estudiando y perfeccionando técnicas de infección en moscas Drosophila melanogaster.
Estos organismos, conocidos comúnmente como moscas del vinagre o de la fruta, presentan diversas ventajas experimentales. Tienen un ciclo de vida corto, un bajo coste de mantenimiento, son fácilmente manipulables genéticamente y aproximadamente el 65% de sus genes tienen homología con los humanos, así como algunos sistemas fisiológicos compartidos. Además, el uso de Drosophila contribuye a reducir el uso de animales vertebrados en la investigación, proporcionando una alternativa ética para experimentos preliminares.
Los investigadores de la UMCiE utilizan D. melanogaster como un modelo experimental que permite evaluar nuevas vacunas o antibióticos una vez demostrada su utilidad in vitro (en el laboratorio), antes de proceder a estudios en animales como ratones. Recientemente, han publicado dos artículos en Frontiers in Microbiology y Frontiers in Immunology, revistas científicas de referencia en sus campos, en los que establecen las bases para usar el modelo en diferentes infecciones y evalúan su inmunidad innata frente a infecciones por Candida albicans.
El artículo en Frontiers in Microbiology describe el desarrollo del modelo de infección experimental, repasando numerosos estudios al respecto y detallando la experiencia del grupo de investigación en este ámbito. Explica todas las técnicas aplicables, tanto de infección como de administración de fármacos, y cómo evaluarlas. El estudio abarca el modelo para diferentes infecciones y sienta las bases para una plataforma que el grupo está desarrollando para probar nuevos antibióticos.
En otro artículo, los científicos de la UMCiE evalúan la inmunidad innata frente a infecciones por Candida albicans, una levadura que causa infecciones difíciles de tratar en pacientes inmunodeprimidos. Han analizado el impacto que un incremento de la respuesta inmune puede tener en la evolución de una infección por C. albicans altamente virulenta. Paradójicamente, aunque una preinmunización permite controlar el crecimiento de la levadura, no evita la muerte de la mosca. Esto se debe a que genera una tormenta inmune similar, por ejemplo, a la que ocurre en algunos pacientes con COVID-19.
Por tanto, el modelo de Drosophila propuesto también permite diseñar nuevas opciones terapéuticas que no solo evalúen la destrucción del agente infeccioso, sino también otros medicamentos para controlar la respuesta inmune descontrolada, lo que se denomina "terapias dirigidas al huésped", como el uso de antiinflamatorios, corticoides u otros inmunosupresores.
Pere-Joan Cardona, líder de la UMCiE en el IGTP , jefe del Servicio de Microbiología del Hospital Germans Trias i Pujol i miembro del Centro de investigación en red de enfermedades respiratorias (CIBERES), comenta: "Estas publicaciones representan la madurez del grupo en el uso del modelo de infección en Drosophila, que nos ha permitido generar una plataforma donde podemos evaluar rápida y económicamente diferentes candidatos contra agentes infecciosos, ya sean antibióticos o fármacos inmunomoduladores. Forma parte de la labor de reemplazo y reducción de animales de experimentación, como los ratones, que es uno de los objetivos del CMCiB. Se trata de un hito importante y del posicionamiento como grupo de referencia en este campo".
Acerca del CMCiB
El CMCiB es una instalación de última generación se especializa en investigación interdisciplinaria en la intersección de la medicina comparativa y la bioimagen. La misión de CMCiB es profundizar en nuestra comprensión de las enfermedades, aprovechando tecnologías avanzadas de bioimagen y traduciendo los hallazgos de investigación en enfoques diagnósticos y terapéuticos innovadores. A través de esfuerzos colaborativos, CMCiB tiene como objetivo contribuir significativamente a los avances en la salud humana y animal.
Referencias
Vidal M, Arch M, Fuentes E, Cardona PJ. Drosophila melanogaster experimental model to test new antimicrobials: a methodological approach. Front Microbiol. 2024 Nov 6;15. DOI: 10.3389/fmicb.2024.1478263.
Cotacans M, Arch M, Fuentes E, Cardona PJ. Candida albicans infection model in Drosophila melanogaster suggests a strain-specific virulent factor boosting a stormy innate immune response. Front Immunol. 2024 Oct 31;15. DOI: 10.3389/fimmu.2024.1474516.
Financiación
Esta investigación ha sido financiada por la Fundación "la Caixa" (ID 100010434), bajo el acuerdo LCF/PR/GN16/10290002; la Generalitat de Catalunya a través de AGAUR 2021 SGR 0931; y el Gobierno de España con fondos FEDER bajo el proyecto PI20/01431. También ha recibido financiación de la Comisión Europea para el Proyecto ITHEMYC "Novel Immunotherapies for tuberculosis and other mycobacterial diseases", con el acuerdo de subvención número 101080462.