La bioluminiscencia permite evaluar mejor anticancerígenos

Para brillar, las luciérnagas producen luciferina, un sustrato que, al entrar en contacto con una enzima oxidativa llamada luciferasa, emite luz. A esto se llama bioluminiscencia, y el investigador Luis Covarrubias y sus colaboradores del Instituto de Biotecnología (IBt)  –Celina García y Verónica Rojo– han aprovechado este fenómeno para entender cómo opera el cáncer y la efectividad de ciertos fármacos contra esa enfermedad, todo ello dentro de un organismo vivo, en tiempo real y sin necesidad de sacrificar a los animales de laboratorio.

“Encontramos dos caminos para ello: el primero es introducir luciferasa en células tumorales que luego implantamos en un ratón, a fin de permitirles crecer. El siguiente paso es aplicarles luciferina, pues así podemos ver el crecimiento del tumor, porque a medida que éste se agranda la luminiscencia se vuelve mayor. Si después administramos un anticancerígeno eficaz, la luz mermará.”

La estrategia del equipo de Covarrubias es hacer que células con potencial tumorogénico contengan genes de luciérnaga, de esta forma las células cancerígenas brillarán conforme van creciendo. Esto facilita el registro detallado de estos procesos, con una ventaja: como las enzimas y sustratos utilizados provienen de dichos insectos, resultan inocuos para el roedor.

El académico usa las instalaciones del Laboratorio Nacional de Microscopía Avanzada (LNMA), cuya sede está en el IBt, que tiene equipo especial para detectar la bioluminiscencia, adquirido mediante donaciones del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología y la Coordinación de la Investigación Científica.

“Utilizamos líneas celulares derivadas de tumores humanos y les introducimos el gen que codifica para la luciferasa. Esto permite probar drogas contra el cáncer directamente en células humanas que crecen dentro de un animal inmunodeficiente. La infraestructura del laboratorio es tan especializada que posibilita hacerlo con ratones, algo crucial para llevar adelante el trabajo.”

Sin embargo, la segunda ruta es la que más entusiasma a Covarrubias y a su grupo y, por lo mismo, es en la que más han ahondado. Ésta consiste en usar ratones transgénicos, los cuales han sido modificados para que su organismo distribuya la actividad de la luciferasa cuando se enciende una vía de señalización intracelular asociada al cáncer cervicouterino: la de Hedgehog.

Para lograrlo, el investigador adquirió ratones transgénicos en los que la producción de la luciferasa está ligada a dicha vía. Estos animales fueron combinados genéticamente con otros roedores transgénicos producidos hace algunos años en su laboratorio por microinyección de oncogenes del papilomavirus. En estos ratones doble-transgénicos puede observarse que, sea por la presencia de los oncogenes del papilomavirus, por la hormona estradiol o por ambos, la zona del cérvix comienza a brillar. En esta combinación genética y hormonal los tejidos bioluminecen y así es como los equipos del LNMA detectan el inicio de la tumoración.

Para el universitario, estos estudios representan un gran avance en cuanto a evaluación de agentes terapéuticos para el cáncer debido a que, por razones éticas y legislativas, está prohibido probar fármacos con actividades novedosas directamente en los humanos. Trabajar con drogas en el organismo de un mamífero que, si bien no es idéntico al del hombre, sí se le parece mucho, arroja resultados mucho más confiables sobre su efectividad que los obtenidos a través de células aisladas y crecidas en frascos de cultivo.

“Pese a esto, las pruebas finales deben hacerse en personas, pues hay francas diferencias entre éstas y los ratones y, de ninguna manera, podemos aplicarle a un individuo un medicamento que funcionó bien en modelos animales.”

Trato más ético a los animales

En las últimas décadas ha habido una preocupación creciente sobre el trato a los animales de laboratorio. Al evitar el sacrificio de ratones durante el ensayo, la bioluminiscencia es un paso en ese sentido.

“Con el método instrumentado no es preciso sacrificar al roedor; por el contrario, aquí aprovechamos que el organismo está vivo para dar seguimiento al crecimiento tumoral y determinar la eficacia de un fármaco a la hora de limitarlo.”

Y por si fuera poco, finalizó Covarrubias, ésta es una forma de optimizar recursos, porque los estudios basados en bioluminiscencia reducen el costo de los animales en sí y, además, posibilita observar la acción del fármaco en tiempo real: uno puede ver el crecimiento y medirlo conforme aquél actúa. Lograr lo mismo por otro camino es complicado y muchísimo más costoso.