Muchas enfermedades del sistema nervioso, como el Parkinson y otras más, se encuentran asociadas con procesos de estrés oxidativo, lo que vuelve imperativo el estudio de este proceso.

Desde 1990, el doctor Jesús Aguirre Linares forma parte del Instituto de Biología Celular (IFC) de la UNAM. Desde entonces, su trabajo se ha enfocado en identificar el papel del estrés oxidativo en los procesos celulares, como refiere durante una entrevista con El faro.

De acuerdo con un documento de la Universidad de Michigan precisa que “el estrés oxidativo ocurre cuando hay un desequilibrio en nuestras células debido a un aumento en los radicales libres y/o una disminución en los antioxidantes”. Añade que “un radical libre es un átomo con un número impar de electrones o que tiene un electrón libre”.

Como se sabe, el proceso de oxidación crea radicales libres en las células, y si abundan los radicales libres, pueden causar daño celular y en los tejidos. Para entender parte de este proceso, Aguirre Linares y su equipo de trabajo se han centrado en el estudio de los hongos Aspergillus nidulans y Neurospora crassa.

“Lo que nos interesa es estudiar la relación entre el estrés oxidativo y la diferenciación celular en estos hongos”, asienta, al tiempo que precisa que utilizan a estos hongos como modelos y sistemas experimentales. “Esencialmente los sometemos a estrés oxidativo y después estudiamos los efectos en la diferenciación, en la producción de cuerpos fructíferos, y de reproducción asexual. Usamos herramientas genéticas, de biología molecular y de bioquímica también”, acota.

Refiere que Aspergillus nidulans y Neurospora crassa son “modelos muy buenos” para los fines de la investigación. Esencialmente se trata de organismos que se reproducen muy rápido y que se pueden manipular fácilmente. Aguirre Linares añade que antes del desarrollo de CRISPR cas y otras técnicas, manipular genéticamente a un organismo era muy difícil.

En su momento, la levadura fue el primer organismo cuyo genoma se secuenció, además de que sigue siendo un modelo de estudio “muy impresionante. Yo trabajo con hongos filamentosos que son más complejos que las levaduras, pero también son hongos. Esencialmente son organismos muy manipulables y muy fáciles de estudiar. Pocas personas están conscientes de que los animales están más relacionados con los hongos que con cualquier otro grupo de seres vivos. Muchos de los hallazgos que encontramos en los hongos son extrapolables a lo que ocurre en células animales y con los humanos”, refiere.

Los hongos por sí mismos son importantísimos, son los organismos que reciclan la materia orgánica de la Tierra. Sin ellos no podríamos reciclar la mayor parte de las materias vegetales que se tienen que restituir al suelo para que la vida siga fluyendo. Los hongos son muy importantes en eso. Se asocian con las raíces de las plantas. Lo que aprendemos de los hongos que estudiamos tiene implicaciones de largo alcance en la biología de todos los hongos, y en algunos casos en la biología de los animales.

El estrés oxidativo

En la página del IFC dedicada a explicar los fines y alcances de los proyectos que implementa, el doctor Aguirre refiere que han “propuesto que las Especies Reactivas de Oxígeno (ROS por sus siglas en inglés) juegan un papel central en el desarrollo microbiano. Nuestra investigación está enfocada a comprender como las ROS son producidas, percibidas y transducidas para regular la expresión específica de algunos genes y la diferenciación celular en hongos filamentosos”.

Tras reiterar que los hongos son modelos muy interesantes, resalta que con ellos se pueden generar muchas mutantes en prácticamente todos los genes que tienen estos seres, y en particular Aspergillus nidulans y Neurospora crassa, que “son hongos cuyo genoma está secuenciado y nosotros tenemos la capacidad de eliminar o modificar cada uno de los genes de estos hongos. Aproximadamente tienen 12,000 genes cada uno. Así podemos estudiar las interacciones entre todos estos genes, los efectos que tiene mutar ciertas actividades, por ejemplo antioxidantes, factores de transcripción, y ver qué efectos tienen en la diferenciación de estos hongos”.

Esta investigación básica también ha demostrado que puede tener ciertas aplicaciones. A manera de ejemplo, rememora que “hace algunos años estudiamos una mutante que nos interesó porque estaba afectada en la reproducción asexual. Se trataba de una mutante de Aspergillus nidulans, uno de cuyos genes estaba mutado. Y resultó que este gen es una enzima que se requiere para activar todas las enzimas del metabolismo secundario de los hongos, que es muy rico, es así como se produce la penicilina, o las estatinas que se usan para bajar el colesterol, que las producen los hongos”.

Así, con una pregunta básica llegaron a un punto muy importante y que tiene un sentido biotecnológico, ya que la modificación de esta enzima puede hacer que produzcamos más ciertos metabolitos secundarios, o de plano inhibir esa producción, gracias a que se pudo identificar ese gen esencial.

“De modo que por un tiempo trabajamos en ese proyecto con la idea de generar un antimicótico, una droga para afectar esta proteína. Todos los hongos tienen esta proteína, de modo que sería un antimicótico de muy amplio espectro”, acota.

Sobre esta línea, destaca que las publicaciones generadas son citadas por otros grupos que siguen interesados en producir antimicóticos. Así, esta investigación básica tiene posibilidades de ser aplicada. De paso, nos recuerda que en el caso de la técnica CRISPR cas “es uno de los ejemplos más dramáticos de investigación en bacterias que nada más quiere entender un problema y que los investigadores que la hacen tampoco se imaginan las implicaciones enormes que su investigación iba a tener después. Ahora se puede editar el genoma de casi cualquier ser vivo,  utilizando ciertas técnicas para modificar genes a voluntad. Nosotros hacemos investigación básica, pero no estamos cerrados a ninguna posibilidad de aplicación, al contrario, ya sería muy bueno que también se pudiera aplicar”, cierra el comentario.

Pioneros que marcaron rumbo

En su momento, el grupo de trabajo en el que participaba el doctor Jesús Aguirre, encabezado por su tutor de doctorado, fue pionero en el campo del estudio del estrés oxidativo.

“Los dos propusimos una hipótesis que era muy novedosa en su tiempo, porque… anticipamos que la diferenciación celular, como un proceso general, en todos los seres vivos, era un producto, una respuesta al estrés oxidativo, al aumento en las especies reactivas de oxígeno”. Asienta que en esa época las especies reactivas de oxígeno se consideraban sólo negativas. Estaban asociadas con el envejecimiento, con diversas patologías. La idea era novedosa, porque proponía un aspecto como positivo, regulatorio de las especies reactivas de oxígeno. Y esto con el paso del tiempo se ha confirmado.

“La cantidad de estudios que hay ahora con ese enfoque es excesiva. Uno encuentra cientos, miles de artículos sobre el tema, en muchos sistemas biológicos: en plantas, en hongos, en animales, en protistas. Ese interés original nuestro es el que se mantiene. Nosotros seguimos aportando evidencia, ideas, para probar que esta idea original, es cierta, es correcta. Nuestra investigación y nuestras ideas fueron pioneras en su momento, y continuamos en esa línea. Creemos que esa hipótesis es correcta, entonces vamos a seguir trabajando en esa dirección. Nuestro trabajo ha tenido influencia en el campo.

Por Yassir Zárate Méndez