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ZebraZoom: Kinematic analysis for drug and genetic screening in zebrafish

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Un rastreador del pez cebra para ayudar al desarrollo de fármacos

Un paquete de «software» gratuito y de código abierto permitirá a los científicos examinar con mayor claridad los efectos de las sustancias químicas de interés médico sobre el comportamiento, lo que facilitará el descubrimiento de nuevas curas y tratamientos.

Salud

Antes de que puedan llegar a los pacientes tratamientos nuevos para trastornos neurológicos como la enfermedad de Alzheimer o la epilepsia, es necesario examinar cuidadosamente los fármacos potenciales para evaluar su eficacia y seguridad. Las pruebas en roedores y primates (los cuales se han empleado históricamente como modelos animales de referencia) resultan largas y costosas, por no hablar de que cada vez suscitan más controversia. Durante los últimos años las larvas de pez cebra han surgido como una posible alternativa que se asocia a ahorros en tiempo y costes. Esto se debe, entre otros motivos, al hecho de que el genoma del pez cebra es muy similar al de los humanos. El 84 % de los genes asociados con enfermedades en humanos tienen homólogos en el pez cebra. Además, existen otras ventajas. Cada pareja de peces cebra macho y hembra produce cientos de huevos a la semana, lo que implica que se pueden realizar experimentos de cribado farmacológico con un alto rendimiento. El estudio del movimiento de las larvas es una de las formas que tienen los investigadores para examinar los efectos de los fármacos sobre los animales. Según explica Claire Wyart, coordinadora del proyecto ZebraZoom y jefa de grupo del Instituto del Cerebro de París (ICM) en Francia: «Las larvas se desplazan rápidamente y tienen un tamaño reducido, con una longitud de tan solo 4 mm, lo cual supone un desafío importante. Esto significa que no es posible realizar el análisis manualmente sino que se requiere un procesamiento de imágenes sofisticado». Las soluciones de análisis actuales se basan en un costoso «software» comercial o bien en uno de procesamiento de imágenes de código abierto que ofrece aplicaciones limitadas. Wyart identificó una necesidad apremiante de contar con una tecnología gratuita que permitiese capturar en alta resolución los movimientos conductuales del pez cebra al responder a fármacos.

Rastreo del comportamiento animal

Wyart y su compañero en el ICM, Olivier Mirat, comenzaron a desarrollar su «software» de rastreo, denominado ZebraZoom, en 2010. El programa, que resulta fácil de instalar y usar, detecta movimientos específicos y extrae datos a partir de esos patrones. El objetivo de este proyecto financiado con fondos europeos era evaluar el potencial de mercado de su innovación y desarrollar planes de negocio y comercialización dirigidos a los usuarios finales. «Observamos que nuestros principales usuarios objetivo eran laboratorios de investigación académica que necesitan cuantificar el comportamiento de los modelos animales, así como de los animales en el medio silvestre —afirma Wyart—. También buscamos trabajar con empresas farmacéuticas en el futuro». Recibimos los comentarios de diez grupos de investigación que utilizan el «software» ZebraZoom. «Aprendimos muchísimo a partir de esas interacciones y ahora estamos trabajando en una nueva versión revisada», añade Wyart. «Por ejemplo, hemos intentado hacerlo más fácil de usar y adaptable, con características nuevas como el seguimiento de los ojos y de la cola».

Nuevos descubrimientos de fármacos

Al contrario de lo que sucede con el «software» comercial, ZebraZoom se puede descargar de forma gratuita y es de código abierto. «Esto significa que cualquiera puede ver e inspeccionar el código fuente en el que se basa, informar sobre posibles errores e incluso contribuir escribiendo código nuevo», señala Wyart. «Nuestra visión es ofrecer el “software” gratuito con asistencia técnica inicial también gratuita. También prevemos ofrecer un servicio de pago para los usuarios que requieran una mayor asistencia técnica o que deseen que desarrollemos características personalizadas». El análisis del comportamiento y el rastreo en el laboratorio y en el medio silvestre son fundamentales para comprender los sistemas biológicos. El surgimiento del pez cebra como un modelo viable para el estudio ha abierto la puerta a nuevos posibles descubrimientos y Wyart espera que ZebraZoom ayude a hacer esto una realidad. Concluye: «Nuestros esfuerzos ayudarán a los científicos a encontrar efectos sutiles pero importantes de los fármacos y las mutaciones. Esto podría dar lugar al descubrimiento de curas para enfermedades».

Palabras clave

ZebraZoom, neurológico, pez cebra, fármacos, genes, genoma, «software»

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