Efectos de la dieta sobre el desarrollo, la fertilidad y la integridad neuronal en el nematodo Caenorhabditis elegans

Abstract

La nutrición es un tema muy importante en la sociedad, ya que muchos alimentos consumidos por el ser humano difieren en su aporte nutricional, y se ve reflejado en aspectos físicos, fisiológicos y neurológicos. A partir de esto, se formuló la pregunta ¿cuáles son los efectos sistémicos de la dieta en C. elegans? Para responder a esta interrogante se utilizó como modelo de estudio biológico al nematodo bacterívoro Caenorhabditis elegans que, con una anatomía simple, posee 6 neuronas responsables de la respuesta al tacto. En el laboratorio, C elegans puede ser alimentado con una series de cepas y especies de bacterias. Alterando la dieta de C. elegans se puede afectar a un número de rasgos, incluyendo esperanza de vida, fecundidad y la tasa de bombeo faríngeo. El presente trabajo de investigación tuvo por objetivo evaluar la actividad in vivo de diferentes dietas bacterianas suplementadas con azúcares sobre el desarrollo, la fertilidad y la integridad neuronal del gusano. Para lograr lo anterior se utilizan dos mutantes de C. elegans: un modelo de degeneración neuronal (mec-4d), que corresponde a un gusano que lleva una mutación en el canal MEC-4, que se expresa sólo en las neuronas del tacto y es responsable de regular el ingreso de sodio. Esta mutación provoca que el canal se abra constitutivamente provocando la muerte progresiva en esas neuronas; y un modelo de C. elegans asociado a la vía de señalización de la insulina. En este mutante a 25°C se bloquea el receptor de insulina DAF-2/IGF-1 evitando las fosforilaciones y por tanto, permitiendo la entrada del factor de transcripción DAF-16/FOXO al núcleo incrementando la capacidad celular antioxidativa. Con los mutantes antes mencionados se hicieron ensayos de fecundidad, de crecimiento y para observar la morfología neuronal en presencia de bacterias con diferente calidad nutricional y de azúcares. Los resultados muestras que los azúcares no alteran los rasgos estudiados, ya que los efectos de las dietas en sí y las mutaciones en C. elegans tiene un impacto mayor que no se ve alterado por la presencia de monosacáridos. Por otro lado, se observa que el mutante mec-4d en presencia de dietas bacterianas de mejor calidad, la protección contra la degeneración neuronal es mayor, la tasa de desarrollo se ve acelerada y la fertilidad se ve favorecida con el aumento en la deposición de huevos. En cuanto al mutante daf-2(ts);mec-4d, se observa que la degeneración neuronal es casi completamente evitada, independiente de la calidad de la alimentación. Pero, la tasa de desarrollo no se ve influenciada, y la fertilidad se ve disminuida con esta mutación. Finalmente, C. elegans permitió estudiar con éxito los rasgos de historia de vida del nematodo influenciados por dietas bacterianas de diferente calidad nutricional. Sin embargo, es necesaria la identificación de los compuestos que hacen la diferencia.