Las utilidades del pez sapo

El pez sapo - Halobatrachus didactylus- puede erigirse en un modelo experimental idóneo para avanzar en investigaciones básicas y aplicadas en diferentes enfermedades y patologías hepático pacreáticas (cardiología, alteraciones reproductivas, toxicología, etc.). El trabajo describe por primera vez las características histológicas e inmunohistoquímicas del páncreas endocrino de esta especie.

 Un estudio realizado por investigadores del Instituto de Ciencias Marinas de Andalucía (CSIC), la Universidad de Cádiz y el Instituto de Investigaciones Científicas, de la Universidad de Oriente, en isla Margarita (Venezuela), publicado en Acta Histochemica, describe por primera vez las características histológicas e inmunohistoquímicas del páncreas endocrino del pez sapo.
En sus investigaciones han hallado hasta cuatro tipos celulares en el denominado cuerpo de Brockman: glucagón (células α), la insulina (celulas β) la somatostatina (células δ,) y el polipéptido pancreático (células F). Las células β o secretoras de insulina, fueron el tipo predominante y se encuentran en el núcleo central.
"Macroscópicamente, el cuerpo de Brockman es perceptible como un nódulo blanco lechoso. Su tamaño, ubicación y facilidad de extracción sugieren que este modelo es interesante desde una perspectiva bioquímica o para realizar estudios de fisiología del páncreas", apunta en las conclusiones del estudio, Carmen Sarasquete.
El páncreas de los peces se divide en dos partes: exocrina y endocrina. El páncreas endocrino libera insulina y el glucagón, fundamentales para las hormonas reguladoras del metabolismo de los hidratos de carbono, mientras que el páncreas exocrino produce y libera enzimas gástricas necesarias para la digestión intestinal de nutrientes.
"Por este motivo, consideramos que el pez sapo puede ser un valioso modelo para investigaciones sobre islotes y sus interacciones, así como en las futuras investigaciones experimentales relacionadas con la reproducción artificial, o enfermedades hepáticas o pancreáticas y otras patologías".
El pez sapo agrupa un conjunto de géneros que se utilizan como modelos experimentales en investigaciones básicas y aplicadas de fisiología, cardiología y toxicología. "Este interés reside en sus características evolutivas porque, aunque en términos generales comparte muchas características con el resto de especies de peces marinos, presenta rasgos más evolucionados", asegura Carmen Sarasquete, responsable de la investigación.
En concreto, desde una perspectiva fisiológica, frente al único riñón de la mayoría de los peces, presenta un par de órganos excretores y hematopoyéticos, es decir, formadores de células sanguíneas. Asimismo, el aparato reproductor de los machos consta de dos testículos y una glándula accesoria que podría asemejarse a la próstata de mamíferos.
Además del rango de experimentación que ofrece esta especie, ofrece soluciones para el estudio de cardiopatías. Así, el electrocardiograma presenta similaridades con el humano, siendo posible inducir arritmias e infartos y recuperaciones cardíacas. Además, su sistema respiratorio mixto utiliza las branquias que, como en otros peces realizan funciones de respiración, excreción, y osmorregulación, además de contribuir al metabolismo hormonal, pero también se sirve de la piel para respirar, al igual que algunos anfibios (de ahí su denominación, además del croar típico).
"Esto hace que sea capaz de sobrevivir hasta cuatro horas fuera de su ambiente. Estos cambios singulares, podrían ser adaptaciones al medio en el que habita", apunta la investigadora. En la Península Ibérica este escenario se circunscribe a la Bahía de Cádiz y el Algarve portugués.
Un proyecto de excelencia
Ahora, los investigadores andaluces han iniciado, en el marco de un proyecto de excelencia, un trabajo de investigación básica en el que persiguen encontrar marcadores genéticos, moleculares y celulares con los que diferenciar el sexo, a nivel cromosómico, en estos peces y los mecanismos implicados en procesos de diferenciación sexual. Hasta el momento, resulta difícil conocer si son machos o hembras, sin técnicas destructivas, es decir, sin sacrificarlos.
Tan sólo aparecen diferencias fisiológicas apreciables en las hembras, que cuentan con un vientre más voluminoso y elevados niveles de hormonas y proteínas (de machos o hembras). Por ello, los investigadores exploran técnicas genéticas, moleculares y celulares para realizar esta diferenciación, en épocas tempranas del desarrollo. Los peces constituyen un grupo de organismos de interés para estudiar la evolución de la determinación sexual porque en ellos se encuentran todos los sistemas posibles: cromosómica -con hasta 8 modelos cromosómicos conocidos- y también poligénica.
Además en ellos se dan todas las formas posibles de reproducción conocidas en vertebrados: gonocorismo o bisexualidad, hermafroditismo y unisexualidad. "La ruta de determinación del sexo puede considerarse como una serie compleja de interacciones entre diferentes procesos ambientales, genético-moleculares, bioquímicos y celulares que en último término, finalizan con la formación de gametos y la diferenciación sexual", expone Sarasquete. No obstante, la experta añade que, en peces, aún no se han identificado marcadores cromosómicos sexuales.
En este proyecto han encontrado un posible marcador para la diferenciación en el pez sapo, en la secuencia denominada GATA, unas repeticiones de nucleótidos conocidas como microsatélites, frecuentes en los cromosomas de la mayoría de los peces y otros vertebrados pero que en esta especie aparecen concentrados en solamente una pareja de cromosomas.
Estas secuencias se han relacionado con la determinación sexual en humanos y también en algunas especies de reptiles. Sin embargo, esas secuencias GATA están dispersas en las especies de sapo venezolanas. Los investigadores estudian estas secuencias y genes relacionados con la diferenciación sexual en el pez sapo y en las otras cuatro especies pertenecientes a géneros distintos de su familia.
"Este análisis podría aportar datos interesantes acerca del papel de estas regiones en la regulación génica, diferenciación y reproducción, que, debido las características de la familia, podrían ser fácilmente extrapolables a otros organismos, como las especies de interés acuícola", explica Sarasquete.
Asimismo, como en peces no existe un cromosoma diferenciado para el sexo masculino, con este estudio, podría ser posible obtener marcadores sexuales y avanzar en temas evolutivos y en el comportamiento sexual en los vertebrados inferiores, tomando como modelo al pez sapo. Para acometer sus estudios, los expertos obtienen especimenes capturados en aguas de la Bahía de Cádiz, y en la Isla Margarita.
Luego, comienza la fase de análisis genético, molecular y celular. En concreto, acometen una caracterización cromosómica del pez sapo mediante la localización de diferentes secuencias repetidas en sus cromosomas. Las preparaciones cromosómicas se realizan de una porción del riñón, donde se produce actividad mitótica, es decir, donde se dividen las células. "Los resultados aportan interesantes datos que describen posibles marcadores cromosómicos sexuales que podrían ser de utilidad para la gestión de poblaciones naturales de esta especie", destaca la investigadora.
Asimismo, los expertos están abordando aspectos básicos de la complejidad de la diferenciación sexual en peces y que, posteriormente, pueden ser aplicados a especies comerciales utilizadas en acuicultura. Paralelamente, se abordan aspectos relacionadas con las células germinales proliferativas/PGCs precursoras de gametos, así como con el aislamento y criopreservación de espermatogonias y genes relacionados con la diferenciación sexual en diferentes especies de peces marinos.