Desde hace más de 100 años, la mosca de la fruta Drosophila melanogaster ha desempeñado un papel estelar en la investigación biomédica, revelando principios fundamentales de la genética y el desarrollo, iluminando la salud y las enfermedades humanas y haciendo que los científicos reciban seis premios Nobel hasta la fecha.

¿Por qué estas moscas siguen despertando tanto interés científico a pesar de que las herramientas de investigación se han vuelto más sofisticadas a lo largo de las décadas?

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Harvard Medicine News preguntó a la autodenominada «persona de las moscas» Stephanie Mohr, profesora de genética en la Harvard Medical School y autora del libro First in Fly: Drosophila Research and Biological Discovery, para que lo explicara.

Como directora del Drosophila RNAi Screening Center de la HMS, Mohr ayuda a los investigadores de la mosca de la fruta con el cribado de células, la producción de poblaciones de moscas y los servicios bioinformáticos. También ha estudiado las moscas de la fruta durante más de 15 años.

HMN: ¿Cómo empezó a ser una «persona de moscas»?

MOHR: Era estudiante en la Universidad de Wesleyan en Middletown, Connecticut, y tenía un trabajo de estudio para lavar platos para los departamentos de biología y bioquímica. Me sentaba allí y ponía una tina de platos en el autoclave y los sacaba y hacía mis deberes mientras tanto. El laboratorio de moscas no me impresionaba demasiado porque siempre tenía el mismo juego de platos, esos frascos idénticos del tamaño de media pinta que se utilizaban para cultivar moscas. Los otros laboratorios tenían cilindros gigantes y frascos y vasos de precipitados de diferentes tamaños. Eso parecía una razón para juzgar. Era un estudiante de primer año, ¿qué iba a saber yo?

Más tarde, en la escuela de posgrado, no entré en el laboratorio que más me entusiasmaba, así que me quedé un poco colgado. Le pregunté a un instructor si podía hacer una rotación extra en su laboratorio, que era un laboratorio de moscas. Me pareció un esfuerzo desesperado, pero resultó ser una combinación perfecta desde el punto de vista intelectual. Acabó convirtiéndose en mi asesor de doctorado, y desde entonces he estado estudiando las moscas.

HMN: ¿Por qué se ha investigado tanto en las moscas de la fruta?

MOHR: Es en parte un accidente y en parte muy racional. No hay ninguna razón en particular para que tenga que ser esta mosca, pero el hecho de que Drosophila melanogaster se haya puesto de moda ha proporcionado una serie de ventajas estratégicas.

En comparación con los humanos, tiene un genoma simple con sólo cuatro pares de cromosomas. En los primeros años, eso fue una ventaja significativa. Además, algunos tejidos de la mosca tienen cromosomas altamente poliploides -muchas copias de cromosomas dentro de una sola célula- lo que, incluso con la microscopía de principios del siglo XX, permitió a los primeros genetistas ver cosas que no podían ver en las células ordinarias. Podían ver literalmente algo como una inversión en el ADN, donde un trozo de un cromosoma se ha invertido. Una de las cosas más interesantes que hemos aprendido en la era post-genómica es lo increíblemente conservados que están los genes, las vías y las actividades genéticas que controlan los fenómenos a nivel de organismo. Al principio no importaba que las moscas se parecieran a las personas, porque estábamos aprendiendo algo útil a nivel básico sobre el funcionamiento de la herencia. Ahora nos hemos dado cuenta de cuántas similitudes hay y de cómo esas similitudes pueden aprovecharse para aprender sobre la salud y las enfermedades humanas.

Y luego, a nivel práctico, la Drosophila tiene un ciclo de vida corto, de unas dos semanas, y las hembras tienen mucha descendencia: pueden poner cientos de huevos en unos pocos días. Ambas características las convierten en un gran sistema para los experimentos genéticos. También son fáciles de cultivar en el laboratorio, ya que viven con una mezcla de harina de maíz, azúcar y levadura, y es fácil distinguir a los machos de las hembras.

HMN: ¿Qué nos han enseñado las moscas de la fruta sobre genética y biología?

MOHR: ¡La lista completa sería muy larga! Desde el principio, la mosca fue muy relevante para comprender los mecanismos de la herencia. Otra área en la que las moscas han tenido un impacto asombroso es en la biología del desarrollo y la transducción de señales, es decir, la forma en que las células reciben y responden a los mensajes. Parte de ese legado permanece en los nombres que hemos dado a las vías de señalización en los humanos, como Notch, que se llama así por el patrón de muescas que una mutación del gen puede crear en las alas de las moscas. Las moscas nos enseñaron cuáles son los componentes de muchas vías de señalización, cómo se conectan entre sí y qué actúa sobre ellas de forma positiva y negativa.

Un buen ejemplo de señalización específica es la polaridad de las células planas. Esto es un poco complicado, pero se refiere a las células de una superficie plana que tienen una polaridad, una dirección. Si miras tu antebrazo, ves pequeños pelos, y la mayoría apuntan en la misma dirección. No sería un gran problema en tu brazo si unos pocos apuntaran en una dirección diferente, pero en algo como el oído interno, esas proyecciones orientadas hacen posible que oigamos. Los primeros trabajos para descubrir cómo se establece la polaridad en un plano de células se realizaron en Drosophila.

En relación con esto, Drosophila ha tenido un profundo efecto en nuestra comprensión del desarrollo normal, en el que hay que decirle a las células que se dividan, que dejen de dividirse y que adopten una identidad. Eso acaba teniendo un tremendo impacto en nuestra comprensión del cáncer, donde todos esos mismos tipos de cosas han salido mal. Hay una conexión directa, en mi opinión, entre el trabajo en el desarrollo de la mosca y lo que ahora sabemos sobre el cáncer y los tratamientos contra el cáncer que actúan sobre esas vías.

Hay muchos más ejemplos de lo que hemos aprendido de la Drosophila, como la forma en que las moscas nos ayudaron a reconocer que los rayos X son potentes mutágenos, a descubrir los mecanismos celulares de las respuestas inmunes innatas, a entender la genética del comportamiento… la lista continúa. No podría incluir todos los ejemplos ni siquiera en este libro.

HMN: Obviamente, las moscas de la fruta no son personas. ¿Qué utilidad tienen para entender la salud y las enfermedades humanas?

MOHR: Hay dos respuestas que yo daría. Una es la comprensión fundamental. Si quieres saber qué hacen todas las partes, es más fácil empezar con un modelo más simple. Una vez que se identifica lo que hace un gen en un organismo, lo que podemos hacer en las moscas con relativa facilidad, se pueden buscar genes similares en organismos más complejos y hacer hipótesis racionales sobre su actividad. Esto ha demostrado una y otra vez ser un enfoque útil.

La segunda respuesta es que las moscas sirven como una placa de Petri viviente. Puedo cultivar fácilmente decenas de miles de moscas con el mismo genotipo, evaluar rápidamente los efectos de una mutación y aprender qué está fallando a nivel celular. Esto es especialmente útil cuando exploramos los fundamentos genéticos de las enfermedades humanas. Los estudios de asociación de todo el genoma y los casos conocidos y sospechosos de enfermedades hereditarias están dando lugar a un montón de buenos candidatos a genes que parecen influir en la probabilidad de contraer una enfermedad. Algunos resultarán ser reales y otros serán pistas falsas. Las moscas ofrecen una plataforma para empezar a clasificar esos candidatos y reducir los verdaderos culpables.

Ahora sabemos que alrededor del 60 por ciento de todos los genes humanos, y el 75 por ciento de los genes asociados a enfermedades, tienen equivalentes, u ortólogos, en Drosophila. El estudio de estos genes nos ha permitido conocer toda una serie de mecanismos de enfermedad. Un área muy prometedora es la de las enfermedades relacionadas con la edad, incluidas las neurodegenerativas. Las moscas viven unos dos o tres meses. Eso es tiempo suficiente para ver los cambios relacionados con la edad -se ralentizan con la edad de forma similar a lo que ocurre en las personas-, pero lo suficientemente corto como para acelerar la investigación.

HMN: ¿Qué le hizo decidirse a escribir este libro para los no científicos?

MOHR: Si queremos convencer a la sociedad de que siga invirtiendo en investigación, creo que tenemos la responsabilidad de mostrar lo que la investigación está proporcionando. Es importante que los científicos que trabajan en cualquier sistema encuentren la forma de enviar el mensaje de que las inversiones en investigación biológica y biomédica tienen un valor duradero.

Soy el único científico de mi familia. A lo largo de los años, he encontrado formas de explicarles lo que me interesa de la investigación sobre las moscas y por qué a ellos también les puede interesar. Me encuentro explicando incluso a otros colegas de biología cómo y por qué Drosophila sigue siendo un modelo relevante. Sentí que un libro podría ser útil para transmitir esa historia más ampliamente.

Y parece que la gente quiere saber. Oigo a gente que dice: «Oh, sí, en el instituto miré a las moscas de ojos rojos y blancos». Se sienten identificados con esto, y creo que están sorprendidos y encantados de saber más sobre lo que la gente está haciendo con las moscas hoy en día y de escuchar algunas de las historias sobre las enfermedades humanas.

Esta entrevista ha sido editada por razones de longitud y claridad.