Por Luis Terrazas-Salgado y Jürgen Mahlknecht
El pez cebra (Danio rerio; familia Cyprinidae) se emplea ampliamente como modelo de investigación, tanto en sus etapas embrionarias y larvarias como en la fase adulta. La principal razón es que su genoma comparte aproximadamente 70 % de similitud con el humano [1].
Su uso no solo aporta datos sobre el impacto de tóxicos y contaminantes ambientales en las personas, sino que también contribuye a disminuir el uso de otros animales en la experimentación.
La investigación con embriones de pez cebra se aplica en diversos campos de la medicina humana, como el estudio del cáncer y de las enfermedades cardiacas, así como en el desarrollo de medicamentos [2].
Este pez es particularmente adecuado para estudios toxicocinéticos y toxicodinámicos, debido a su genoma secuenciado, un corto período de generación, facilidad para la manipulación genética y capacidad para ensayos de alto rendimiento.
Los embriones de pez cebra presentan un desarrollo externo, lo que facilita su exposición a contaminantes; además, se desarrollan rápidamente, con todos los sistemas corporales principales formados a las 72 horas postfertilización [3].
Esto, sumado a que durante las primeras etapas del desarrollo también son ópticamente translúcidos, lo que facilita la observación directa de los procesos biológicos.
De la pecera al laboratorio
En un trabajo desarrollado por el Grupo de Investigación Water 360, se emplean embriones de pez cebra en estudios toxicológicos sobre contaminantes ambientales. El objetivo de este estudio es identificar los efectos adversos que las mezclas de contaminantes pueden causar en los embriones durante su desarrollo.
En particular, el estudio investiga las aguas superficiales de lagos y ríos mexicanos y evalúa su posible impacto en el desarrollo embrionario del pez cebra. Dado que las aguas pueden presentar una combinación de contaminantes, la exposición simultánea a múltiples sustancias dificulta la evaluación de riesgos y la toxicología acuática.
Los humanos y los organismos acuáticos están expuestos a un gran número de sustancias, incluidas las de origen natural y las de fabricación humana, producidas intencionalmente o como subproductos.
Comprender cómo se comportan e interactúan estas sustancias cuando coexisten en el organismo es fundamental para determinar si dichas interacciones modifican sus efectos tóxicos.
Cuando se combinan, los contaminantes pueden producir efectos aditivos o incluso sinérgicos que superan la toxicidad de cada componente por separado. La preocupación de que estas combinaciones puedan causar toxicidad desconocida o mayor a la esperada en organismos acuáticos y humanos llevó al equipo de investigación a explorar los posibles efectos de contaminantes ambientales combinados.
Este proyecto aborda la creciente preocupación por los efectos que las mezclas de químicos tienen en la salud, cuyos impactos pueden diferir significativamente de los de los contaminantes individuales. El desafío se ve exacerbado por la falta de regulaciones locales y nacionales, así como de protocolos estandarizados para la evaluación, a pesar de que organizaciones internacionales como la OMS, la OCDE, la USEPA y la EFSA han emitido diversas orientaciones.
En este contexto, los estudios en embriones realizados a corto plazo resultan muy útiles para captar respuestas biológicas iniciales ante la exposición a contaminantes, de manera relativamente económica y con un mayor enfoque en los mecanismos biológicos.
Al integrarse con técnicas ómicas (métodos científicos que analizan simultáneamente muchas moléculas de un organismo, como genes, proteínas o metabolitos, para entender cómo funcionan en conjunto), estos estudios pueden producir información molecular y celular detallada, lo que facilita la identificación de biomarcadores tempranos de toxicidad.
Mezclas, salud pública y toxicología
Los seres humanos estamos expuestos de manera constante a múltiples sustancias provenientes del ambiente: los alimentos, el aire y el agua nos convierten en receptores de mezclas químicas casi infinitas [4]. Sin embargo, la evaluación de riesgos de forma tradicional sigue basándose principalmente en estudiar sustancias de forma aislada, lo que probablemente subestima los efectos reales de sus combinaciones.
Cada vez hay más evidencia de que las mezclas pueden generar efectos que no se observan al estudiar un solo compuesto. Muchas interacciones —sinergias, antagonismos, potenciaciones— solo emergen cuando las sustancias coexisten, tal como ocurre en el ambiente [5]. Por eso, los embriones de pez cebra representan una herramienta especialmente valiosa: su transparencia, desarrollo rápido y sensibilidad fisiológica permiten detectar estos efectos combinados en etapas tempranas, con una resolución que los ensayos con sustancias individuales simplemente no ofrecen.
Existe, entonces, una necesidad urgente de ampliar nuestro conocimiento sobre los efectos producidos por las mezclas, y de desarrollar estrategias capaces de evaluar exposiciones multiquímicas en poblaciones humanas y sus implicaciones para la salud.
Estudiar el agua de ríos y lagos mexicanos con este modelo es un paso concreto en esa dirección.
Referencias
- Choi T-Y, Choi T-I, Lee Y-R, Choe S-K, Kim C-H, 2021. Zebrafish as an animal model for biomedical research. Exp Mol Med 53, 310–317.
- Siddiqui S, Siddiqui H, Riguene E, Nomikos M, 2025. Zebrafish: A Versatile and Powerful Model for Biomedical Research. BioEssays 47, e70080.
- Terrazas-Salgado L, García-Gasca A, Betancourt-Lozano M, Llera-Herrera R, Alvarado-Cruz I, Yáñez-Rivera B, 2022. Epigenetic Transgenerational Modifications Induced by Xenobiotic Exposure in Zebrafish. Front Cell Dev Biol 10, 832982. https://doi.org/10.3389/fcell.2022.832982
- Bloch D, Diel P, Epe B, Hellwig M, Lampen A, Mally A, Marko D, Villar Fernández MA, Guth S, Roth A, Marchan R, Ghallab A, Cadenas C, Nell P, Vartak N, Van Thriel C, Luch A, Schmeisser S, Herzler M, Landsiedel R, Leist M, Marx-Stoelting P, Tralau T, Hengstler JG, 2023. Basic concepts of mixture toxicity and relevance for risk evaluation and regulation. Arch Toxicol 97, 3005–3017.
- Domingo JL, 2026. Mixture toxicity revisited: A translational review of experimental evidence from animal models to human health risk assessment. Toxicology 520, 154372.
Autores
Luis Terrazas-Salgado. Investigador posdoctoral de la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tecnológico de Monterrey. Ecotoxicólogo especializado en la evaluación de contaminantes emergentes y sus impactos en los ecosistemas acuáticos. Su trabajo integra enfoques de ómicos para comprender cómo la contaminación afecta la salud de los ecosistemas y los organismos acuáticos.
Jürgen Mahlknecht. Es profesor investigador y líder del Núcleo de Investigación en Clima & Sostenibilidad, de la Escuela de Ingeniería y Ciencias, del Tec de Monterrey. Cuenta con más de 25 años de experiencia en el estudio de acuíferos, calidad y contaminación del agua. Es investigador del SNII nivel 3, ha publicado más de 150 artículos y recibido reconocimientos nacionales e internacionales por su trayectoria.
