Klara - Un pez transparente para la investigación sobre el envejecimiento
Inactivación de la pigmentación mediante CRISPR/Cas9
Para los estudios in vivo de los procesos internos de un organismo, la pigmentación corporal supone una limitación considerable. Para evitarlo, ya se han generado varios modelos de peces transparentes que se utilizan, entre otras cosas, en la investigación del cáncer. En la investigación sobre el envejecimiento, sin embargo, estos peces apenas se utilizan debido a su vida relativamente larga, de hasta cinco años. Investigadores del Instituto Leibniz sobre el Envejecimiento - Instituto Fritz Lipmann (FLI) de Jena han logrado ahora, con ayuda de la tecnología CRISPR/Cas9, generar un killifish transparente (N. furzeri) llamado "klara", que, con una vida máxima de sólo un año, es ideal para estudios in vivo de procesos relacionados con la edad.
La inactivación simultánea de tres genes importantes para la pigmentación del pez mata turquesa (Nothobranchius furzeri) permite ver el interior del pez. Un pez macho de la línea klara transparente (arriba) comparado con un macho de tipo salvaje.
FLI / Kerstin Wagner
La pigmentación corporal de un organismo está causada por sustancias y estructuras colorantes que se encuentran en las células de la piel, el pelo, las plumas o las escamas, por ejemplo. Esta pigmentación limita considerablemente las investigaciones de procesos importantes dentro de un organismo vivo (in vivo). Para obtener una visión detallada del cuerpo vivo, los científicos han utilizado organismos modelo transparentes.
Los modelos de peces transparentes generados con éxito, como el pez cebra o el medaka (pez arrocero japonés), ya se utilizan en la investigación del cáncer. La esperanza de vida del pez cebra, de hasta cinco años, o de la medaka, de dos años, ha limitado en gran medida el uso de estas especies en la investigación del envejecimiento, ya que hace que estas investigaciones sean demasiado largas y costosas.
Investigadores del Instituto Leibniz sobre el Envejecimiento - Instituto Fritz Lipmann (FLI) de Jena han logrado ahora generar un killifish transparente (Nothobranchius furzeri), llamado klara, mediante la tecnología CRISPR/Cas9. Con una esperanza de vida de sólo un año como máximo, la klara facilita los estudios in vivo de los procesos relacionados con el envejecimiento. Esto significa que en el futuro se podrán investigar de forma mucho más exhaustiva y detallada los nuevos descubrimientos sobre el papel y la función de las células. El presente estudio se ha publicado ahora en la prestigiosa revista eLife.
El killifish turquesa: un modelo animal en la investigación sobre el envejecimiento
"En los últimos años, hemos establecido con éxito el killifish turquesa - que proviene originalmente de África oriental y se conoce en alemán como la carpa de tierra espléndida turquesa, debido a su hermosa y llamativa coloración - como un nuevo organismo modelo en la investigación del envejecimiento en nuestro instituto", informa el Prof. Christoph Englert, líder del grupo de investigación en el Instituto Leibniz sobre el Envejecimiento - Instituto Fritz Lipmann (FLI) en Jena y profesor de Genética Molecular en FSU Jena. "Con una vida máxima de hasta un año, este pez es hasta ahora el vertebrado de vida más corta que puede mantenerse en el laboratorio. Además, es genéticamente similar a los humanos, envejece extremadamente rápido y muestra signos típicos de la edad, lo que lo hace muy interesante para la investigación del envejecimiento", añade el Prof. Englert.
Con la secuenciación completa del genoma de N. furzeri en el FLI, se ha sentado una base importante para futuros análisis: la capacidad de activar y desactivar genes de forma específica y conocer así la influencia de genes individuales en el envejecimiento o en relación con enfermedades relacionadas con el envejecimiento.
Inactivación de la pigmentación mediante CRISPR/Cas9
"En el pez mata turquesa hay tres tipos de células pigmentarias responsables de su hermosa coloración", explica el Dr. Johannes Krug, investigador postdoctoral del Grupo de Investigación Englert. "La disponibilidad de la secuencia del genoma del killifish nos dio la oportunidad de investigar si los métodos de edición del genoma específicos de la secuencia, como CRISPR/Cas9, podrían utilizarse para inactivar los genes responsables de la pigmentación del cuerpo y obtener un pez transparente para su uso en la investigación del envejecimiento. Estos estudios fueron el foco principal de mi tesis doctoral en el FLI."
"Klara, el pez mata transparente
CRISPR/Cas9 es un método de biología molecular que puede utilizarse para inactivar o modificar genes de forma específica para cada secuencia, como si se cortaran con unas tijeras. Aplicando este método, los investigadores de Jena consiguieron desactivar los genes responsables de la pigmentación del pez, generando así por primera vez un killifish transparente. La línea de peces transparentes, que los investigadores bautizaron como klara ("klar" significa "claro" en alemán), ofrece ahora a los investigadores una visión clara de los órganos internos y su desarrollo dentro de un animal vivo.
La línea de peces transparentes cuenta actualmente con unos 200 animales en el FLI, tanto machos como hembras, que pueden utilizarse ahora en numerosos proyectos de investigación sobre el envejecimiento.
¿Qué papel desempeñan las células senescentes en el proceso de envejecimiento?
"Nuestro pez transparente tiene un gran potencial para la investigación del envejecimiento y abre un amplio abanico de aplicaciones completamente nuevas. En mi grupo, la nueva línea de peces transparentes ya se está utilizando para estudios in vivo de células senescentes", informa el Prof. Englert. Las células senescentes son células que ya no se dividen y que afectan a las células y tejidos circundantes liberando constantemente factores proinflamatorios. Hasta ahora se sabe poco sobre el papel y la función de esas células.
Se sabe que en humanos, pero también en ratones o killifish, el número de células senescentes aumenta con la edad, provocando una especie de inflamación permanente en el organismo durante el proceso de envejecimiento. Por tanto, la eliminación selectiva de las células senescentes podría contribuir a mejorar la salud o incluso a ralentizar el proceso de envejecimiento. La investigación y el desarrollo de sustancias conocidas como senolíticos, que pueden eliminar eficazmente las células senescentes del organismo, son por tanto de gran interés no sólo para la industria farmacéutica y antienvejecimiento, sino también para la investigación sobre el envejecimiento.
"Con la línea klara, ahora podemos investigar el papel de las células senescentes en el organismo vivo a nivel molecular. Etiquetándolas con fluoróforos y examinándolas después con un microscopio de fluorescencia, podemos saber dónde aparecen en el organismo y si es posible que se agrupen en determinados lugares, así como qué efectos tiene su eliminación en las células y tejidos circundantes", afirma el Dr. Krug, destacando las ventajas de klara. De este modo se obtendrán nuevos conocimientos sobre el papel y la función de esta población celular concreta durante el envejecimiento".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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