Poca gente sabe el beneficio enorme que ha traído a la ciencia, a la fisiología y a la medicina, una rana de origen sudafricano conocida como Xenopus laevis. Estas ranas son fáciles de mantener y cultivar. Miden 12 cm en promedio y viven sumergidas en agua, por lo que se pueden tener en peceras. Tienen la particularidad de que producen óvulos en forma continua y asincrónica, por lo que la presencia de óvulos maduros en ellas no es cíclica. Siempre tienen.
Los ovocitos son grandes, con promedio de 1.3 mm de diámetro, por lo que se ven a simple vista y son fáciles de maniobrar (Figura). Se han utilizado en investigación en diversas áreas de la biología. En este editorial me referiré a su uso como herramienta para expresar proteínas de otras especies y utilizar esto como guía para identificar el RNA que codifica para la proteína y así clonar el DNA correspondiente. A esto le llamamos clonación por expresión funcional.
John Gurdon, Premio Nobel de Medicina y Fisiología en 2012 por el descubrimiento de que las células maduras pueden ser reprogramadas a células pluripotenciales, empezó a trabajar con ovocitos en los años 50’s como estudiante en Oxford. En 1971 reportó que los ovocitos de Xenopus podían ser microinyectados con RNA mensajero (RNAm) de globina y eran capaces de sintetizar la globina. Es decir, que podían tomar el RNAm de otra especie y procesarlo.
En 1981 se observó que, al inyectar ovocitos con el RNAm del receptor de acetilcolina, no solo eran capaces de sintetizar la proteína, sino de realizar las modificaciones postraduccionales necesarias e insertarla en la membrana celular como receptor funcional, con lo que los investigadores tuvieron un sistema para estudiar las propiedades funcionales del receptor. En 1982 un grupo de Suiza utilizó los ovocitos por primera vez para identificar la producción de interferón al inyectar los ovocitos con RNAm de leucocitos, determinar la fracción del RNAm que inducía ese mensaje, hacer una genoteca de DNA complementario (DNAc) a partir de esa fracción del RNAm y, guiándose en la producción de interferón inducida por los DNAc, identificar y clonar el DNA que codifica para interferón. En 1987 el grupo de Wright en UCLA utilizó esa estrategia para clonar por primera vez el DNAc de una proteína de membrana, que en su caso fue el cotransportador de Na-glucosa, SGLT1.
En los siguientes años, los ovocitos de Xenopus fueron utilizados por muchos grupos para identificar, clonar y estudiar la diversidad de proteínas de membrana que incluyen receptores de neurotransmisores, canales iónicos, transportadores de membrana y receptores de hormonas, guiándose en la función inducida por el RNAm apropiado, lo que abrió las puertas para entender múltiples enfermedades hereditarias y en consecuencia, mecanismos fisiológicos.
Esta metodología me permitió identificar y clonar el DNA que codifica para los transportadores de Na-Cl y de Na-K-2Cl del riñón, que son los receptores para los diuréticos tiazida y furosemide, respectivamente, que usamos en la clínica para el manejo de estados edematosos y de la hipertensión arterial. Gracias a esta metodología, también pudimos descubrir y clonar el DNA del receptor sensor de calcio, que es una proteína de membrana que traduce la concentración extracelular de calcio en segundos mensajeros y resultó ser muy importante en diversidad de sistemas biológicos, desde las bacterias, hasta el humano. Su clonación permitió la generación de medicamentos hoy útiles en la clínica. Sin duda, un trabajo que cambió el rumbo de la medicina.
El conocimiento en diversas áreas de la biología, la fisiología y la medicina, ha avanzado considerablemente gracias a una rana sudafricana.
Dr. Gerardo Gamba
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán e
Instituto de Investigaciones Biomédicas, UNAM