Los investigadores del IBEC proponen un modelo más barato y ético para los estudios toxicológicos

Un nuevo estudio de los grupos del IBEC: Infecciones Bacterianas: Terapias Antimicrobianas y Nanotecnología Molecular y Celular muestran que las larvas de Galleria mellonella pueden ser eficaces para probar la toxicidad de las nanopartículas. Este trabajo plantea un nuevo modelo animal para los estudios de toxicidad que representa una alternativa económica y más ética a las pruebas de roedores.

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Una pequeña oruga, considerada una plaga por los apicultores de todo el mundo, ha demostrado recientemente ser una gran promesa en biomedicina. Mientras que las larvas de la especie de polillas Galleria mellonella son conocidas por dañar las colmenas, también han sido objeto de mucha investigación científica en las últimas décadas, particularmente por su utilidad como modelos invertebrados para detectar los mecanismos detrás de algunas enfermedades. Ahora, en un nuevo artículo publicado en la revista científica Chemosfera, las larvas de G. mellonella también se han empleado como modelos para probar la toxicología de nanopartículas. 

Este trabajo fue escrito por Eduard Torrents en colaboración con José Antonio Del Río, líderes de los grupos del IBEC: Infecciones Bacterianas: Terapias Antimicrobianas y Neurobiotecnologia Molecular y Celular, respectivamente, y profesores de la Universitat de Barcelona. También contribuyeron al estudio la primera autora Laura Moya-Andérico, así como Maria de Mar Cendra, las dos pertenecientes al grupo de Eduard Torrents, y Miriam Segura Feliu y Vanessa Gil, del grupo de José Antonio Del Río. Este proyecto contó también con la colaboración con Marija Vukomanovic del Instituto Jozef Stefan de Liubliana, Eslovenia. 

¿Qué son las nanopartículas? 

Una nanopartícula es una partícula de materia que tiene menos de 100 nanómetros de diámetro. Para ponerlo en perspectiva, el punto al final de esta frase es de aproximadamente 1.000.000 de nanómetros de ancho. Estas pequeñas partículas tienen una serie de propiedades que les permiten mejorar muchos objetos cotidianos. Hasta hoy, nos han dado gafas a prueba de rozaduras, pinturas resistentes a las grietas, telas “antimanchas” y más. E incluso se están utilizando en dispositivos y tratamientos médicos. 

Las nanopartículas de plata, oro y selenio, probadas en este estudio, son tres tipos de compuestos que se utilizan ampliamente en numerosos campos industriales y biomédicos. Mientras que las nanopartículas de plata se emplean en muchos productos de consumo, como textiles y dispositivos médicos, sus homólogos de oro han demostrado ser eficaces en la administración de fármacos y en la terapia de la artritis y el cáncer. Finalmente, se ha demostrado que las nanopartículas de selenio mejoran las funciones inmunes, cognitivas y reproductivas. 

Sin embargo, a pesar de sus numerosos beneficios, las nanopartículas también pueden ser tóxicas si superan determinadas concentraciones. Se trata de una cuestión esencial, especialmente cuando tienen que ser emplearse en pacientes. 

Pruebas más éticas con la larva G. mellonella 

La toxicidad de las nanopartículas se comprueba primero in vitro en líneas celulares y después in vivo en ratones, una práctica que es a la vez muy cara y éticamente controvertida. Los autores de este estudio proponen el uso de larvas de G. mellonella, también conocidas como gusanos de cera, como un puente entre estos dos modelos. 

Los investigadores inyectaron a las larvas diferentes concentraciones de nanopartículas. Mediante la detección de la dosis letal media, la proliferación de células inmunes, la distribución de nanopartículas en el organismo, los cambios de comportamiento y los cambios anatómicos a nivel microscópico, encontraron que la toxicidad de las tres sustancias estaba estrechamente alineada con los resultados obtenidos en estudios con ratones. Además, hallaron que las nanopartículas de selenio son, con diferencia, las más tóxicas de las tres, seguidas de las de plata y las de oro. 

Un parámetro analizado por los investigadores fue el número de hemocitos (células inmunes invertebradas) producidos por las larvas como respuesta ante las diferentes concentraciones de nanopartículas. Dado que estas células son similares a ciertos tipos de células inmunitarias de los mamíferos, este indicador resultaría útil para evaluar como las partículas pueden afectar a humanos. 

Larva G. mellonella

Los resultados de este trabajo demuestran que las larvas de G. mellonella pueden ser utilizadas de manera fiable como un “modelo puente entre los estudios in vitro y el ratón. Con este modelo de invertebrados, los investigadores podrán estudiar un gran número de muestras simultáneamente y, por lo tanto, hacer mejores predicciones sobre sus efectos tóxicos en los ratones. Esto significa que podrán llevar a cabo estudios con ratones más baratos y éticos, puesto que se requerirán menos roedores así como menos cantidad de nanopartículas. 

Esta investigación ofrece una alternativa más ética que los modelos de ratones, en las pruebas de toxicidad de nanopartículas. 

Eduard Torrents