Un nou model d’infecció experimental en mosques ofereix una manera ràpida i econòmica per provar fàrmacs

Investigadors de l'Institut de Recerca i de l'Hospital Germans Trias i Pujol refermen el seu rol capdavanter en la recerca de malalties infeccioses amb la caracterització i el desenvolupament d'un nou model d'estudi en Drosophila, que els permetrà avaluar diversos agents infecciosos.

La Unitat de Microbiologia Clínica i Experimental (UMCiE) de l'Institut de Recerca Germans Trias i Pujol (IGTP), en coordinació amb el Centre de Medicina Comparativa i Bioimatge de Catalunya (CMCiB), un projecte estratègic del mateix institut, porta anys estudiant i posant a punt tècniques d'infecció en mosques Drosophila melanogaster.

Aquests organismes, anomenats comunament com a mosques del vinagre o de la fruita, són models experimentals amb diversos avantatges. Tenen un cicle de vida curt, un baix cost de manteniment, són fàcilment manipulables genèticament, i aproximadament un 65% dels seus gens tenen la seva homologia en humans, així com alguns sistemes fisiològics. A més, utilitzar Drosophila contribueix a reduir l'ús d'animals vertebrats en la recerca, ja que ofereix una alternativa ètica per a experiments preliminars.

Els investigadors de la UMCiE, doncs, busquen en D. melanogaster un model experimental que els permeti avaluar noves vacunes o antibiòtics un cop observada la seva utilitat in vitro (al laboratori) per fer una valoració abans de procedir a l'estudi en animals com ara els ratolins. Recentment, han publicat dos articles a Frontiers in Microbiology i Frontiers in Immunology, revistes científiques líders en els seus camps, on estableixen les bases per utilitzar el model per a diferents infeccions i valoren la seva immunitat innata davant infeccions per Candida albicans.

L'article a Frontiers in Microbiology mostra la posada a punt del model d'infecció experimental, repassant una gran quantitat d'estudis al respecte i explicant l'experiència del grup de recerca en aquest camp. Els investigadors assenyalen totes les tècniques que es poden fer servir, tant d'infecció com d'administració de fàrmacs, i com avaluar-les. L'estudi té en compte el model per a diferents infeccions i és el fonament per a la plataforma que el grup està posant en marxa per testar nous antibiòtics.

A l'altre article, els científics de l'UMCiE valoren la immunitat innata davant d'infeccions per Candida albicans, un llevat que causa infeccions difícils de tractar en pacients immunodeprimits. Han avaluat l'impacte que pot tenir l'increment de la resposta immunitària en l'evolució d'una infecció per C. albicans molt virulenta. La paradoxa és que, si bé una preimmunització permet controlar el creixement del llevat, no evita la mort de la mosca. Això és degut a que genera una tempesta immunitària similar, per exemple, a la que es dona en pacients amb COVID-19.

Per tant, el model de Drosophila que plantegen també permet dissenyar noves opcions terapèutiques en les quals no només es valori la destrucció de l'agent infecciós sinó també altres medicaments per controlar la resposta immunitària descontrolada, el que s'anomenen "teràpies dirigides a l'hoste", com poden ser l'ús d'antiinflamatoris, corticoides o altres immunosupressors.

Pere-Joan Cardona, líder de l'UMCiE a l'IGTP, cap del Servei de Microbiologia de l'Hospital Germans Trias i Pujol i membre del Centro de investigación en red de enfermedades respiratorias (CIBERES), comenta: "Aquestes publicacions representen la maduresa del grup en l'ús del model d'infecció en Drosophila, que ens ha permès generar una plataforma en la qual podem avaluar ràpidament i a baix cost diferents candidats contra agents infecciosos, ja siguin antibiòtics o fàrmacs inmunomoduladors. Forma part de la tasca de reemplaçament i reducció dels animals d'experimentació, com els ratolins, que és un dels objectius del CMCiB. Es tracta d'una gran fita i del posicionament com a grup de referència en aquest camp".

Sobre el CMCiB

El CMCiB és una instal·lació d'última generació especialitzada en recerca interdisciplinària a la cruïlla de la medicina comparativa i la bioimatge. La missió del CMCiB és aprofundir en la comprensió de les malalties, fent servir tecnologies avançades de bioimatge i traduint els resultats de la recerca en aproximacions diagnòstiques i terapèutiques innovadores. Mitjançant esforços col·laboratius, el CMCiB aspira a contribuir significativament als avenços en la salut humana i animal.

Referències

Vidal M, Arch M, Fuentes E, Cardona PJ. Drosophila melanogaster experimental model to test new antimicrobials: a methodological approach. Front Microbiol. 2024 Nov 6;15. DOI: 10.3389/fmicb.2024.1478263.

Cotacans M, Arch M, Fuentes E, Cardona PJ. Candida albicans infection model in Drosophila melanogaster suggests a strain-specific virulent factor boosting a stormy innate immune response. Front Immunol. 2024 Oct 31;15. DOI: 10.3389/fimmu.2024.1474516.

Finançament

Aquesta recerca ha estat finançada per la Fundació "la Caixa" (ID 100010434), segons l'acord LCF/PR/GN16/10290002; la Generalitat de Catalunya a través d'AGAUR 2021 SGR 0931; i el Gobierno de España amb fons FEDER sota el projecte PI20/01431. També amb al finançament de la Comissió Europea per al Projecte ITHEMYC "Novel Immunotherapies for tuberculosis and other mycobacterial diseases", amb l'acord de subvenció número 101080462.