Caracterización in vivo de los efectos químicos disruptores endocrinos a través del indicador de acción de la hormona tiroidea en ratones

La señalización de la hormona tiroidea (TH) es un regulador fundamental del metabolismo celular, esencial para el desarrollo normal y el funcionamiento óptimo de los tejidos en la edad adulta¹. Dentro de los tejidos, la acción de la TH está finamente controlada por una compleja maquinaria molecular, lo que permite el mantenimiento específico de los niveles locales de TH en cada tejido. Esta autonomía de los diferentes tejidos respecto a los niveles circulantes de TH es de gran importancia ^2,3,4.

Numerosas sustancias químicas tienen el potencial de alterar las funciones endocrinas y se encuentran en el medio ambiente como contaminantes. Existe una preocupación creciente de que estas moléculas puedan ingresar a la cadena alimentaria a través de las aguas residuales y la producción agrícola, lo que afecta la salud del ganado y de los seres humanos ^5,6,7.

Uno de los desafíos importantes para abordar este problema es la gran cantidad de compuestos involucrados, incluidas las moléculas autorizadas y ya prohibidas, pero aún presentes de manera persistente. En los últimos años, se han realizado esfuerzos sustanciales para desarrollar sistemas de prueba para el cribado y la identificación del potencial disruptivo de diversas sustancias químicas 8,9,10,11. Si bien estos métodos sobresalen en el cribado de alto rendimiento de miles de compuestos y en la identificación de amenazas potenciales, un análisis detallado de los efectos in vivo específicos de estas moléculas es esencial para establecer los peligros de la exposición humana. Por lo tanto, es necesario un enfoque multifacético al estudiar y caracterizar las sustancias químicas que alteran el sistema endocrino (EDC).

En el contexto de la regulación de la TH, la comprensión de las consecuencias específicas de los tejidos de la exposición a los EDC requiere cuantificar la acción local de la TH. Aunque se han desarrollado varios modelos in vivo para este propósito, la mayoría se basan en marcadores endógenos como medida de salida. A pesar de ser fisiológicos, estos marcadores están sujetos a numerosos mecanismos reguladores, tanto directos como indirectos, lo que dificulta su interpretación. Por lo tanto, la caracterización de los efectos de la EDC sobre la regulación de la TH a nivel tisular sigue siendo un reto importante^12,13.

Para abordar los desafíos de medir la señalización de TH específica del tejido, recientemente se desarrolló el modelo de ratón Indicador de Acción de la Hormona Tiroidea (THAI). Este modelo permite cuantificar específicamente los cambios en la acción local de la TH en condiciones endógenas. Se introdujo un transgén de luciferasa en el genoma del ratón, que es altamente sensible a la regulación por la acción¹⁴ de TH. Este modelo ha demostrado eficacia en la respuesta a diversas preguntas de investigación que requieren cuantificar los cambios en la señalización local de TH^tisular 14,15,16,17,18.

El reconocimiento de un uso potencial del modelo THAI es la caracterización de los efectos específicos de los tejidos EDC sobre la señalización de TH. El modelo se ha empleado recientemente con éxito para investigar los efectos tisulares específicos del tetrabromobisfenol A y el diclazurilo en la señalización de TH¹⁵. Aquí, se presentan los protocolos de referencia para utilizar técnicas de imagen in vivo en el modelo THAI como sistema de prueba para caracterizar los EDC que interrumpen la función de TH. Este método aprovecha la naturaleza bioluminiscente de la reacción luciferina-luciferasa. Esencialmente, la enzima luciferasa expresada transgénicamente cataliza la oxidación de la luciferina administrada, generando luz luminiscente proporcional a la cantidad de luciferasa en el tejido (Figura 1). En consecuencia, la respuesta biológica medida es la actividad luciferasa, que ha sido validada como una medida adecuada de la acción local de TH¹⁴. Si bien el modelo THAI es aplicable para cuantificar la acción de la TH en prácticamente todos los tejidos, las imágenes in vivo se centran principalmente en la acción de la TH en el intestino delgado (imágenes ventrales) y el tejido adiposo marrón interescapular (BAT, imágenes dorsales)¹⁴.

Una ventaja significativa de la técnica de obtención de imágenes in vivo es que elimina la necesidad de sacrificar animales para realizar mediciones. Esto permite a los investigadores diseñar experimentos longitudinales y de seguimiento como estudios autocontrolados, reduciendo el sesgo entre sujetos y el número de animales utilizados. Este aspecto es particularmente crucial en la caracterización de EDC, y la fuerza y versatilidad del método para este propósito han sido previamente demostradas^14,15.