El pez cebra como modelo de la regulación y de procesos de enfermedades en el organismo humano

El pez cebra (Danio rerio) es un organismo modelo de gran importancia en la investigación biológica, especialmente en el estudio de enfermedades humanas y el descubrimiento de nuevos medicamentos. Las principales características que contribuyen a su uso generalizado como modelo experimental son su predisposición genética, su corto ciclo reproductivo y su transparencia, que facilita la observación del movimiento celular y la expresión génica.

El proyecto financiado por la Unión Europea «Zebrafish regulomics for human health» (ZF-HEALTH) es la continuación del proyecto ZF-MODELS.Con el fin de fenotipar el amplio conjunto de genes reguladores relacionados con enfermedades humanas, los socios del proyecto ZF-HEALTH han empleado buena parte de las técnicas y herramientas desarrolladas durante el proyecto ZF-MODELS.

Los investigadores han generado transgénicos del pez cebra con mutaciones en 14 586 genes, lo cual representa el 55 % de todos los genes codificantes de proteínas en la especie. El objetivo actual es silenciar todos los genes del pez cebra que codifican proteínas. La evaluación en marcha de los fenotipos conductuales ha identificado más de doscientos fenotipos anormales con reconstrucción digital 4D de embriones en desarrollo.

Buena parte del trabajo del proyecto consiste en la identificación de las regiones reguladoras de los genes mutados utilizando bioinformática y transgénica y en su comparación con equivalentes humanos pertinentes para la enfermedad. Los investigadores han generado nuevas predicciones, abarcando todo el genoma, de bloques de regulación genómica en tres especies (pez cebra, Tetraodon, ser humano) como genomas de referencia. Se ha creado un navegador genómico que muestra elementos no codificantes altamente conservados, secuencias sinténicas de genes conservados dentro de los cromosomas, y marcadores epigenéticos para todo el genoma humano.

Una parte considerable de los datos e imágenes generados por ZF-SALUD ha avanzado el atlas del cerebro del pez cebra. Se ha desarrollado software especial para asociar regiones anatómicas del cerebro con la expresión específica de determinados genes y relacionarlo con enfermedades acaecidas en humanos. Por otra parte, un explorador virtual del cerebro, puesto a disposición de la comunidad científica, puede comparar la expresión de grandes cantidades de genes y cartografiarlos en relación con las respectivas partes del cuerpo.

Se está haciendo una difusión generalizada de los resultados. En el tercer año del proyecto, los miembros del consorcio leyeron 150 ponencias en conferencias científicas, talleres y seminarios externos y otras 19 charlas ante público general, y publicaron 28 artículos en revistas científicas revisadas por pares. En suma, este estudio posee un gran potencial de cara a la investigación traslacional y podrían ser empleados para dilucidar los mecanismos reguladores en humanos y sus implicaciones en las enfermedades.