¿Con quién experimentaremos ahora?

La biología es la ciencia que estudia la vida desde los microorganismos hasta los seres vivientes más complejos, ya sea una bacteria, un gusano, el maíz, las algas, una araña, un helecho o a los humanos. Para las ciencias biológicas, la carrera por ir a la vanguardia en conocimientos y descubrimientos para su aplicación con fines biotecnológicos, médicos y ambientales ha originado, a su vez, la creación y optimización de tecnologías que han abierto el abanico científico en otras disciplinas muy bien descritas, como la biología molecular, biotecnología, bioingeniería, biomedicina, entre otras, que plantean la solución a problemas de todo tipo. Sin embargo, a pesar de las nuevas tecnologías con las que contamos hoy en día, los investigadores no pueden prescindir de modelos biológicos para comprobar y experimentar sus conjeturas.

Los investigadores deben considerar la relevancia y la idoneidad del ser vivo que pueda servir como modelo para comprender cómo funciona algún proceso biológico. Para esto, el modelo biológico debe cumplir con características que permitan su reproducción en condiciones de laboratorio como un crecimiento rápido con requerimientos nutricionales sencillos, alta tasa de reproducción, ser manipulable, tener un genoma conocido, que no sea un riesgo biológico y que sea de fácil acceso. Además, cualquier experimento que incluya animales o humanos debe ser avalado por los comités de bioética para garantizar el respeto a la dignidad, integridad, identidad y bienestar de los organismos.

Teniendo en cuenta lo anterior, han ido surgiendo diversos modelos conforme la necesidad científica lo requiere a través de los años. Desde el siglo XIX, Gregor Mendel utilizó las plantas de chícharos Pisum sativum para sus experimentos de polinización y cruzamiento, cuyos resultados fundaron las bases de la genética. Otros modelos ampliamente utilizados incluyen al ratón de laboratorio Mus musculus, la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, el hongo Neurospora, las bacterias Escherichia coli y Bacillus subtilis, las levaduras Saccharomyces cerevisiae y Pichia pastoris, la planta Arabidopsis thaliana, el nematodo Caenorhabditis elegans, el pez zebra Danio rerio e incluso los bacteriófagos, que son virus que infectan bacterias.

Figura 1. El ratón es un modelo biológico ampliamente utilizado en las pruebas de efectividad y seguridad de vacunas contra enfermedades causadas por virus o bacterias. En esta imagen podemos observar la producción de anticuerpos por células del sistema inmune del ratón en respuesta a una vacuna en desarrollo compuesta por partículas virales inofensivas.

Usando estos modelos se ha podido conocer una gran variedad de procesos biológicos que tienen lugar en las células de otros organismos, como las nuestras, por ejemplo: la trasmisión de información genética, la producción de proteínas, el comportamiento de los cromosomas en la reproducción sexual, la transmisión de señales y las reacciones metabólicas.

Además, también hemos podido entender mejor los proce sos que ocurren a nivel del organismo de diferentes seres vivos, como los ciclos circadianos y la inmunidad.

Una aplicación del uso de modelos biológicos ampliamente extendida son las pruebas clínicas de vacunas y medicamentos nuevos. En la figura 1 se representa de manera general cómo el ratón es el modelo biológico en el que se prueba una vacuna en desarrollo. Los investigadores entonces pueden estudiar la respuesta inmunológica que se presenta en el ratón ante la presencia de los componentes de la vacuna; si ésta resulta ser segura y efectiva ante la enfermedad, pasará a ser probada en otro modelo biológico, como los primates y, posteriormente, los humanos. Cabe destacar que el estudio de la ciencia no se limita a los organismos antes mencionados, existen otros individuos que también se han catalogado como modelos biológicos de estudio, como el maíz, arroz, ratones de guinea, conejillos de Indias, la planta del tabaco, entre otros.

Walter P. Pfliegler: Saccharomyces cerevisiae

Como mencionamos, los investigadores optarán por aquellos modelos que no conlleven riesgos sanitarios ni ambientales y la decisión de optar por un individuo dependerá de las características del estudio y las ventajas de cada organismo. Seguramente irán apareciendo nuevos modelos biológicos de los que iremos estudiando su fisiología, genética y comportamiento, que permitirán entender un poco más acerca de los complejos fenómenos que dan lugar a la vida.

MCB. Daniel Juárez López / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
MCB. Greta Isabel Reynoso Cereceda / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.

Instituto de Investigaciones Biomédicas | Universidad Nacional Autónoma de México