España – Estudio concluye que los peces transgénicos son menos agresivos que los peces normales.
La acuicultura es una actividad sostenible que contribuye a solucionar el problema de la alimentación a nivel mundial y protege a las especies acuáticas salvajes de su sobreexplotación. Pero para continuar avanzando en el desarrollo de la acuicultura es necesario un conocimiento profundo de los mecanismos que regulan el hambre y la saciedad en los peces, así como su comportamiento.
Regulación del hambre en los peces
El sistema de melanocortinas es extremadamente complejo. Este sistema está compuesto por varios receptores, agonistas, que activan a los receptores, antagonistas, que inactivan los receptores, y proteínas accesorias. Estas están presentes en diferentes tejidos y participan en múltiples funciones fisiológicas.
Una de las funciones más importante es la de regular la sensación de hambre y saciedad. Cuando los nutrientes en el organismo están en cantidades adecuadas un grupo de neuronas denominadas POMC (proopiomelanocortinas) libera la hormona estimuladora de melanocitos (MSH) que estimula la actividad del receptor 4 de melanocortinas (MC4R) en cerebro, concretamente en el hipotálamo, produciéndose la sensación de saciedad. Sin embargo, cuando los niveles de nutrientes son bajos, las neuronas AGRP (Agouti-related-protein) liberan la proteína AGRP que inactiva el MC4R, produciéndose la sensación de hambre.
Pigmentación de los peces
Otra característica del sistema de melanocortinas es la regulación de la pigmentación de la piel. En este tejido se encuentra la proteína ASIP (Agouti-signaling protein) que se une al receptor 1 de melanocortinas (MC1R) situado en los melanocitos, inhibiendo la producción de melanina y dando lugar a zonas más claras, como la parte ventral de los peces. Sin embargo, la proteína ASIP también puede inactivar el MC4R en el caso de encontrarse en el cerebro.
En 2015 el Instituto de Investigaciones Marinas(IIM-CSIC), el Instituto de Acuicultura Torre de la Sal (IATS-CSIC) y el Centro para la Medicina Regenerativa y el Programa de Biología del Desarrollo de la Universidad de Bath (Reino Unido) publicaron un estudio en Pigment Cell Melanoma donde desarrollaron un pez cebra transgénico que produce la proteína ASIP en todos sus tejidos con el objetivo de estudiar los efectos de bloquear los receptores 1 y 4 de melanocortinas sobre la pigmentación y el balance energético. En este artículo se describe el cambio de pigmentación en el pez cebra transgénico ASIP cuyo dorso es de color claro.
Un año después, una colaboración entre IATS-CSIC, IIM-CSIC, la Universidad de Vigo, el Instituto de Bioquímica y Fisiología Evolutiva de San Petersburgo (Rusia), los Institutos Noruegos de Alimentación, Pesquerías e investigación en Acuicultura de Noruega y la Universidad de Vanderbilt (Estados Unidos) dio lugar a un artículo publicado en Hormones and Behaviour. En dicho estudio se describe que la sobreexpresión de ASIP en el pez cebra produce, no sólo un cambio de pigmentación, sino también un aumento del crecimiento sin producir obesidad.
Este año 2020 el Grupo de Control de Ingesta en Peces IATS-CSIC ha publicado un artículo corroborando no sólo que los peces transgénicos ASIP crecen más aún comiendo igual que los peces control, sino que incluso bajo el estrés de permanecer a alta densidad de cultivo siguen siendo más grandes que los peces control. Además, el contenido corporal de lípidos de los peces transgénicos ASIP indica que no son obesos, e incluso es ligeramente menor que en los peces control.
Agresividad de los peces transgénicos
La investigadora predoctoral del Grupo de Control de la Ingesta del Alejandra Godino explica que “la regulación del hambre en los peces y parte de los experimentos de su tesis doctoral que responden a preguntas como ¿cuál es el patrón comportamental de los peces transgénicos ASIP? ¿son exploradores? ¿tienen mayor ansiedad? ¿son más agresivos?”
“Para saber si son más exploradores colocamos los peces en un nuevo entorno y observamos que los peces ASIP apenas exploran la parte superior del tanque, potencialmente peligrosa, a diferencia de los peces control que se mueven por todo el tanque nuevo. Además, los transgénicos ASIP se quedan paralizados de miedo en el fondo del tanque. Ambos comportamientos indican que los peces transgénicos ASIP tienen elevados niveles de ansiedad, lo cuál corroboramos analizando los niveles de serotonina, mucho más bajos en los ASIP que en los peces control” destaca Godino.
Sin embargo, tras aplicar un tratamiento con Prozac, un medicamento ansiolítico, explica la investigadora “observamos que el patrón de comportamiento ansioso se revierte y los peces ASIP exploran la zona superior del también y reducen el tiempo que pasan paralizados”
Con el objetivo de evaluar la agresividad, los investigadores utilizaron las luchas dioicas en las que enfrentaron un macho ASIP contra un macho control del mismo tamaño y peso.
“El resultado fue que el 80% de los peces transgénicos ASIP perdieron el combate, lo cual indica que no son agresivos” reporta Godino.
Godino finaliza indicando que “Estos peces transgénicos ASIP podrían ser de gran ayuda para el avance de la acuicultura, ya que, si se desarrollasen peces de cultivo transgénicos ASIP, no solo crecerían más comiendo igual y no serían obesos si no que además en caso de escape serían fácilmente identificables debido a su pigmentación más clara, y no desplazarían a las poblaciones salvajes ya que no son agresivos”.
Referencias bibliográficas:
Ceinos, R. M. et al. Pigment patterns in adult fish result from superimposition of two largely independent pigmentation mechanisms. Pigment Cell & Melanoma Research 28, 196–209 (2015).
Guillot, R. et al. Behind melanocortin antagonist overexpression in the zebrafish brain: A behavioral and transcriptomic approach. Hormones and Behavior 82, 87–100 (2016).
Godino-Gimeno, A. et al. Growth Performance After Agouti-Signaling Protein 1 (Asip1) Overexpression in Transgenic Zebrafish. Zebrafish 17, 373-381 (2020).
