Mosques contra infeccions: una nova plataforma ràpida i econòmica per al cribratge de tractaments

La Drosophila melanogaster, o mosca de la fruita, comparteix homologia amb els humans en alguns sistemes fisiològics clau i es presenta com un model eficient per a estudiar infeccions. A més, és una alternativa ètica per a reduir l'ús d’animals vertebrats en l'experimentació. Diversos equips de recerca ja l'han incorporat com una plataforma per avaluar ràpidament candidats contra agents infecciosos.
Des de la Unitat de Microbiologia Clínica i Experimental (UMCiE) de l'Institut de Recerca Germans Trias i Pujol (IGTP), juntament amb el Centre de Medicina Comparativa i Bioimatge de Catalunya (CMCiB), portem anys treballant amb Drosophila melanogaster com a model per a estudiar infeccions. D. melanogaster, també coneguda com a mosca de la fruita, presenta avantatges experimentals en tenir un cicle de vida curt, baix cost i una fàcil manipulació genètica. Aquestes mosques comparteixen homologia amb els humans en alguns sistemes fisiològics clau com ara el digestiu o l’immunitari, així com un 65% d’homologia amb gens causants de malalties. A més, el seu ús en investigacions científiques ens ajuda a reduir la utilització d’animals vertebrats utilitzats en experimentació, oferint una alternativa ètica en la recerca bàsica.
En aquest context, hem volgut avaluar D. melanogaster com a model per estudiar l’eficàcia i toxicitat de noves vacunes i antibiòtics que hagin mostrat eficàcia in vitro (al laboratori), abans d'avançar amb estudis en models animals superiors. Recentment, hem publicat dos articles a Frontiers in Microbiology i Frontiers in Immunology, revistes científiques líders als seus camps. A l'article de Frontiers in Microbiology, repassem les tècniques tant d’infecció i com d’administració de tractament presents al model de mosca, detallant com aplicar-les a la investigació en funció dels objectius experimentals. Aquest estudi estableix les bases per a una plataforma destinada a testar nous fàrmacs (Vidal, M., et al., 2024). Per la seva banda, a Frontiers in Immunology ens centrem en la immunitat innata de Drosophila davant la infecció per Candida albicans, un fong patogen que causa infeccions greus en pacients immunodeprimits, i analitzem com l'increment de la resposta immune influeix en l'evolució de la infecció. Descobrim que, encara que una preimmunització ajuda a controlar el creixement del llevat, no evita la mort de la mosca, ja que genera una tempesta immunitària similar a la que es descriu en alguns pacients amb COVID-19 (Cortacans, M., et al., 2024). Per tant, el model de Drosophila ens ofereix una via per dissenyar noves opcions terapèutiques no només enfocades a eliminar l'agent infecciós, sinó també a controlar la resposta immunitària descontrolada, cosa que coneixem com a "teràpies dirigides a l'hoste". Aquestes inclouen l'ús d'antiinflamatoris, corticoides i immunosupressors.
Aquestes publicacions reflecteixen la maduresa del grup en l'ús del model de Drosophila, que ha permès generar una plataforma eficaç i de baix cost per avaluar ràpidament candidats contra agents infecciosos, ja siguin antibiòtics o fàrmacs immunomoduladors. Això forma part del nostre esforç per reduir i substituir l'ús d'animals a la recerca, un objectiu clau del CMCiB.
Departament de Genètica i de Microbiologia
Universitat Autònoma de Barcelona
Servei de Microbiologia, Laboratori Clínic de la Metropolitana Nord (LCMN)
Hospital Universitari Germans Trias i Pujol (HUGTiP)
Experimental Tuberculosis Unit (UTE)
Comparative Medicine and Bioimage Centre of Catalonia (CMCiB)
Institut de Recerca Germans Trias i Pujol (IGTP)
Referències
Vidal, M., Arch, M., Fuentes, E., Cardona, P. J. (2024) Drosophila melanogaster experimental model to test new antimicrobials: a methodological approach. Frontiers in Microbiology 6;15:1478263. doi: 10.3389/fmicb.2024.1478263
Cortacans, M., Arch, M., Fuentes, E., Cardona, P. J. (2024) Candida albicans infection model in Drosophila melanogaster suggests a strain-specific virulent factor boosting a stormy innate immune response. Frontiers in Immunology 31;15:1474516. doi: 10.3389/fimmu.2024.1474516