Las moscas pueden ser clave para entender mejor la esquizofrenia o enfermedades neurodegenerativas

Durante más de 100 años, la mosca ha sido un buen modelo de estudio para responder preguntas relevantes en biología. Algunos principios de cómo los genes contribuyen al desarrollo embrionario fueron descubiertos gracias a estudios en la mosca de la fruta, lo que se vio reflejado en el Premio Nobel de Fisiología y Medicina otorgado el año 1995 a los profesores Edward Lewis, Christiane Nüsslein-Volhard y Eric Wieschaus.

Este insecto también es estudiado en Chile, en la Facultad de Ciencias Biológicas UC. Recientemente, un equipo de los laboratorios de Tráfico Intracelular y Señalización y de Neurogenética de la Conducta, ambos del Departamento de Biología Celular y Molecular, ha identificado las funciones que tienen los receptores de Lipoforinas en la estructura y función de una región cerebral muy importante en la Drosophila, comúnmente conocida como "mosca de la fruta".

El trabajo publicado en la revista científica BMC Biology, detalla las funciones que tienen esos receptores, más allá de un rol en el transporte de lípidos (y que es la razón por la que esta familia de proteínas es tan conocida en la literatura). Este es un tema que ha despertado interés internacional, porque estos receptores sólo se han estudiado en insectos en el contexto de trastornos en transporte lipídico.

La doctora en Ciencias Biológicas, mención Biología Celular y Molecular, Francisca Rojo, primera autora de la publicación, cuenta: “Desde estudios en mamíferos, existen antecedentes de que esta familia de proteínas participan en el correcto desarrollo de estructuras cerebrales, ayudando a posicionar las neuronas correctamente, y que en etapas más adultas tendrían un rol en plasticidad neuronal. Sin embargo, el trabajo publicado intenta dilucidar si estas funciones se encuentran conservadas en la mosca”.

Francisca comenzó una larga y ardua tarea de estudiar el papel de estas proteínas, que son receptores de la membrana celular y que están en muchos tipos de células, pero que, en el caso de la Drosophila, estaban involucrados en el metabolismo lipídico asociado al sistema reproductivo. “Durante el proceso, se evaluó el papel de estas proteínas usando distintas aproximaciones, y usando varias herramientas para cada receptor, que finalmente dieron el resultado de un cambio en la estructura y funciones cerebrales en la mosca (conductas del sueño y memoria aversiva)”, explica.

Biología celular y neurociencia

El cerebro de una mosca Drosophila melanogaster, mide aproximadamente 0,5 mm. Estudiar este tipo de seres vivos, requiere especial cautela y fue precisamente lo que ha estado haciendo Francisca desde el año 2017.

El proyecto que dio resultado a este trabajo publicado hace menos de un mes, fue apoyado y gestionado por los profesores María Paz Marzolo y Jorge Campusano. “Desde hace tiempo queríamos hacer un trabajo que vinculara el trabajo de biología celular y neurociencia que realizamos en líneas celulares de vertebrados con el de neurociencia de la conducta usando el modelo de mosca”, especifica la dra. Marzolo. “Era una ambición tremenda trabajar con dos laboratorios distintos, hasta que finalmente la dra. Rojo comenzó a trabajar con nosotros y logramos establecer a la mosca como un modelo para estudiar los receptores”, detalla el profesor Jorge Campusano.

“Lo que hace Francisca es inédito, y consiste en avanzar en entender cómo las señales moleculares son responsables de la formación de una estructura cerebral, lo que podría darnos luces de lo que podría pasar en personas con trastornos de neurodesarrollo, como esquizofrenia, o que sufren enfermedades neurodegenerativas asociadas al envejecimiento. Esto antes no se había hecho con estos receptores en particular”, agrega la profesora Marzolo.

Francisca no solo fue el motor de una inédita investigación, sino que también permitió que dos laboratorios con líneas de investigación distintas, conversaran y derribaran los muros que hay en la ciencia. De hecho, el dr. Serge Birman, la acogió durante cinco meses en su laboratorio en Francia, en la École supérieure de physique et de chimie industrielles de la Ville de Paris (ESPCI-PLA), en donde pudo avanzar en su proyecto de tesis del doctorado.

“Ha sido un largo trabajo, con altos y bajos como, por ejemplo, las implicancias que tuvo la pandemia en el correcto desarrollo del trabajo. Pero seguí adelante, principalmente por la motivación que me causó el primer experimento. Recuerdo la primera vez que expusimos las neuronas de moscas en cultivo a Reelina, una proteína de mamíferos, y observamos efectos semejantes a las que se detectan en neuronas de mamíferos. Esto me dejó con muchas preguntas. Teníamos que saber qué proteínas estaban involucradas”, recuerda Francisca.

Desde entonces, la investigadora ha trabajado tarde y noche en los laboratorios de Casa Central, incluso cuando había restricción por pandemia, trasladándose desde Puente Alto a la comuna de Santiago todos los días.  “Tenía que cuidar las moscas para avanzar en mi investigación… tenía que dedicar todo mi tiempo a esto. Incluso encontré un sistema que me permitiera ir a casa y seguir monitoreando las moscas”, agrega Francisca.

Parte de ese trabajo fue reconocida el año 2021 por la Sociedad de Biología Celular de Chile, otorgándole el premio a “La mejor imagen en Biología Celular y Molecular”. El desafío de Francisca consistió en extraer el cerebro y lograr disectar éste sin dañarlo, lo que le tomó un par de años. Aquella fotografía fue tomada durante la pandemia, entre cuarentenas, y fue parte de aquellos experimentos que permitieron la publicación científica.
 

La publicación da un impulso para seguir apostando en la ciencia básica -o aquella centrada en la abstracción de los fenómenos estudiados más que en la aplicación inmediata- y sobre todo en capital humano. Para el equipo de trabajo, ha sido una experiencia enriquecedora que necesita ser reconocido para que otros también sigan apostando por trabajos interdisciplinarios.

“(…) Que la dra. Rojo aprendiera cosas de biología celular, desde mi laboratorio, fue increíble. Ver imágenes como la que destacó la SBCCH era un sueño que teníamos hace mucho tiempo y fue por fin concretado. Sin duda, es un trabajo en equipo y esto refleja mucho que, uno de los mejores capitales que tenemos en la Facultad, es el capital humano. Nuestros estudiantes son muy buenos y hay que apoyarlos”, agrega el profesor Jorge Campusano.

“La interdisciplina es fundamental. Fue una bonita apuesta y resultó… y con harto esfuerzo por parte de ambos laboratorios, dado que este proyecto no estuvo directamente financiado por ninguno vigente, pero abre las puertas a una nueva línea de investigación, en la que ahora hay dos estudiantes más trabajando de manera colaborativa. Esta es una investigación de ciencia básica que tiene proyecciones en la biomedicina. Lamentablemente, la ciencia básica en nuestro país, está menos financiada. Hay que volver a invertir para poder desarrollar más de este tipo de trabajos”, agrega la académica María Paz Marzolo.

¿Y para ti Francisca… qué significó?

“Fue muy entretenido averiguar, estudiar, y pasarme horas viendo moscas. Fue desafiante y eso es la parte entretenida. También me gustó mucho tener visión de los dos laboratorios, y poder ayudar a mis compañeros a contestar sus inquietudes. Ahora, lo que busco a futuro es tener otro modelo para probar blancos moleculares y de forma accesible. ¿Cómo se logra eso? Yo creo que es como dicen los profesores Campusano y Marzolo: hay que derribar muros para conversar… abrir la ciencia y apoyarla”, finaliza Francisca Rojo.