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Una investigación del Centro Nacional de Sanidad Ambiental (CNSA), perteneciente al Instituto de Salud Carlos III (ISCIII) y llevada a cabo con larvas de pez cebra, abre nuevas vías científicas para identificar precozmente alteraciones del sistema nervioso relacionadas con el estrés y la ansiedad. Los hallazgos presentados por los investigadores tienen un gran potencial para la evaluación clínica y ofrecen herramientas de alta precisión para analizar los mecanismos biológicos subyacentes a la neurotoxicidad provocada por diversos compuestos químicos presentes en el medio ambiente.
Según informó el centro de investigación este miércoles, los resultados tienen un notable valor tanto para la evaluación de riesgos químicos como para la investigación farmacológica del futuro. La exposición ambiental a sustancias químicas puede alterar el sistema nervioso desde las primeras fases del desarrollo biológico hasta la edad adulta. Detectar esos efectos a tiempo es aún el gran reto de la ciencia, ya que muchos ensayos tradicionales son largos, costosos y todavía dependen en gran medida del uso de animales de experimentación.
Este desafío impulsa metodologías más rápidas, sensibles y éticas, alineadas con el principio de las 3R (Reemplazo, Reducción y Refinamiento), para reducir el uso de animales de laboratorio y mejorar los procedimientos científicos cuando estos resultan necesarios. El uso de larvas en fases tempranas, que no presentan sufrimiento, refuerza este enfoque y se alinea con la labor de la Unidad 3R del ISCIII, creada en 2024 para promover métodos alternativos y mejorar el estudio de la neurotoxicidad.
Un modelo ético enfocado en evaluar la respuesta al estrés y la ansiedad
En ese marco científico se encuadra el Proyecto PARC (Partenariado Europeo para la Evaluación de Riesgos de Sustancias Químicas), en el que participa el ISCIII y que está financiado por el programa Horizon Europe de la Unión Europea. Entre sus líneas prioritarias figura el desarrollo de modelos alternativos para evaluar la neuroactividad y los riesgos derivados de la neurotoxicidad producida por sustancias químicas de uso cotidiano e industrial.
Con ese objetivo, un equipo del Área de Toxicología Ambiental del CNSA-ISCIII ha desarrollado una nueva metodología con larvas de pez cebra para estudiar alteraciones del comportamiento asociadas a la neurotoxicidad. El trabajo, cuyos resultados se han publicado en la revista Frontiers in Toxicology, pone el foco en la ansiedad y en las respuestas de estrés, dos dimensiones de gran interés biológico y toxicológico que hasta ahora han tenido una presencia limitada en los enfoques regulatorios clásicos.
El estudio se centra concretamente en la tigmotaxis, un comportamiento natural por el cual los organismos vivos, incluido el ser humano, tienden a permanecer cerca de las paredes o bordes como forma de buscar referencia y protección en un espacio. En larvas de pez cebra, este patrón conductual puede servir como señal de cambios sutiles en los circuitos neuronales relacionados con la ansiedad, el procesamiento sensorial y la conducta animal.
Avances en el cribado temprano de sustancias y la evaluación de la neurotoxicidad
El potencial de estos hallazgos no se limita a mejorar el cribado temprano de compuestos con posible efecto de neurotoxicidad, sino que también podría ayudar a identificar, en una fase preliminar, sustancias con potencial ansiolítico que posteriormente deberían evaluarse en modelos mamíferos y ensayos clínicos. Los resultados muestran que este nuevo modelo de estudio permite detectar alteraciones conductuales de forma clara: la cafeína incrementó la preferencia por los bordes, mientras que el diazepam la redujo.
Además, otros compuestos neuroactivos, como el pesticida clorpirifos, la nicotina, el corticoide sintético dexametasona y el disruptor tiroideo etilentiourea, provocaron respuestas diferenciadas en las pruebas, mientras que las sustancias empleadas como referencia negativa apenas mostraron cambios. Junto al desarrollo experimental, esta línea de trabajo también ha dado lugar a DanioFlow, una innovadora herramienta publicada en abierto para facilitar el análisis informático de datos obtenidos con este tipo de estudios conductuales.
Las autoras principales de esta importante investigación científica son Mónica Torres, María Muñoz y Ana Cañas, investigadoras del CNSA-ISCIII. En el estudio también participa Antonio De la Vieja, de la Unidad Funcional de Investigación en Enfermedades Crónicas (UFIEC-ISCIII), consolidando una aportación clave en la búsqueda de metodologías científicas alternativas para evaluar la neurotoxicidad en el ámbito sanitario.
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