Search

Tardígrados: lo que no los mata, nos hace más fuertes

Autor
Categoría
Biología
Fecha de Publicación
2016/09/20
Temas
6 more properties
🖌️
Ilustración por Phineas Jones, CC-BY-NC-ND.
Corría aquel ajetreado año 2003, cuando recién comenzaba esta loca carrera por querer ser científico. Una de las primeras cosas que llamó mi atención fue que en mis clases de zoología, todo cambió de nombre. Ya las jaibas no se llamaban jaibas, sino «decápodos braquiuros», los camarones ahora son «crustáceos carídeos» y me enteraba que las orcas estaban más emparentadas con los delfines que con las ballenas. Toda una vida engañado.
En uno de esos laboratorios donde veíamos cosas que sólo aparecían en las películas, uno de los ayudantes grita exaltado: «¡Muchachos, apareció un “osito de mar” vivo!, ¡vengan a ver!». Como me crié en cautiverio, pregunto: «¿Qué es un “osito de mar”?», «un “tardígrado”», me responden. Claramente no solucionó mi duda.
Cuando lo veo, me di cuenta que el nombre por el cual eran populares venía probablemente de los ositos de goma comestibles, y no del Oso Yogui. Si no, no se explica.
Pero haberlo encontrado vivo no es en absoluto una proeza. De hecho, lo más probable es que sin importar las condiciones, cada vez que te encuentres con un tardígrado, este seguro va a estar vivo. ¡Son casi indestructibles!

El genoma de la indestructibilidad

A pesar de que fueron descubiertos en 1773 (por Johann August Ephraim Goeze), sólo recientemente hemos entendido un poco más de la biología de estos enigmáticos organismos. Hace más de una década, había sólo hipótesis para explicar la extrema resistencia de estos bichos.
Ilustración: Kurt Zahn
Una de las cosas que sabíamos era que estos organismos en general son muy activos en un medio acuoso, pero en condiciones extremas (por ejemplo sequías, frío, o en ausencia de oxígeno) pueden entrar en un estado llamado «criptobiosis», el que consiste en suspender —literalmente— todos los procesos metabólicos. Es decir, donde un animal regularmente muere, ellos simplemente le ponen «pausa a su vida», esperando a que las condiciones vuelvan a ser favorables. Es lo más parecido a la muerte y resurrección que hay en el reino animal. De hecho, son tan resistentes, que incluso podemos establecer categorías de criptobiosis dependiendo de qué es lo que esté faltando en el medio. Por ejemplo, en ambiente de frío extremo entran en «criobiosis», en ambientes de sequía en «anhidrobiosis», en ambientes anóxicos (es decír, en ausencia de oxígeno) en «anoxibiosis» y en concentración elevada de algún soluto en «osmobiosis» (1), y así. Estos organismos pueden mantenerse en este estado desde meses hasta ¡100 años!
Pero, ¿qué hace que durante este tiempo se mantengan vivos? ¿De dónde sacan esta fortaleza? ¿Cómo cresta lo hacen?
Eso es lo que los científicos se han encargado de estudiar en los últimos años. Por ejemplo, el año pasado (2015) fue publicado un estudio en la prestigiosa revista PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences (2). En este estudio, Boothy y sus colaboradores lograron secuenciar un genoma completo de uno de estos organismos, y se sugería que casi el 16% de este genoma había sido adquirido por «transferencia horizontal», es decir, genes de otras especies que habían ingresado e incorporado al genoma de estos tardígrados.
Esto podría explicar muchas cosas, sacar lo mejor de otros lados para poder ser más resistente es una buena forma de engañar a la selección natural. Pero, ¿era esto así? ¿Era cierta esta hipótesis?
Cuando trabajas con organismos tan interesantes como los tardígrados, debes saber que siempre habrá alguien detrás tuyo investigando lo mismo. Y eso es justamente lo que sucedió. Unos meses después (probablemente no alcanzó a pasar un mes) una nueva investigación salió publicada en la misma revista (3). El resultado principal es que ellos no encontraron esta evidencia de «genomas ajenos», al menos en la especie de tardígrado llamada Hypsibius dujardini, que fue la que ambos grupos estudiaron. De hecho, se puede leer en el resumen de [trabajo lo siguiente:](http://(http://biorxiv.org/content/early/2015/12/01/033464)
«Comparamos nuestro genoma ensamblado con uno recientemente publicado en la misma especie (Boothy y colaboradores), y no encontramos ningún indicio de una transferencia horizontal masiva de genes» (¡CHAN!)
Es decir, justamente la mayor contribución del trabajo es demostrar que lamentablemente el hermoso resultado que el otro grupo obtuvo fue probablemente un error. Un error por efecto de lo que llamaron «artefacto producto de la no eliminación de contaminación antes del ensamble genómico». Dicho en otras palabras, secuenciaron no sólo tardígrados, si no también otras especies en la misma muestra. Querían secuenciar los genes de las peras, pero en la frutera también habían manzanas y no las separaron metiendo todo junto a la juguera…
Dos estudios completamente contrastantes publicados con un mes de diferencia en una de las revistas de ciencia más importantes del mundo. Así funciona muchas veces la ciencia.

Volver a empezar

Año 2016, 20 de septiembre,  y nuevamente los científicos nos sorprenden con una investigación de alto impacto usando a estos amigos como modelo de estudio.
¿Qué descubrieron ahora? Hashimoto y sus colaboradores publicaron un artículo en la revista Nature (4) donde, usando una de las especies de tardígrados más resistentes llamada Ramazzottius varieornatus (no, no es el que canta Otra como tú (5)) reportan la presencia de otro súper poder más para los tardígrados: una proteína protectora que provee resistencia ante los daños por rayos X. Y mejor aún, los autores dicen que estas proteínas pueden transferir esta resistencia a células humanas.
«Creemos que la tolerancia a los rayos X es una adaptación de estos animales a resistir ambientes de extrema deshidratación», dicen los autores. Lo que conecta a estos dos fenómenos es que la deshidratación severa causa daños muy similares a los producidos por los rayos X en algunas moléculas en los seres vivos. Por ejemplo, ambos podrían incluso desgarrar el ADN.
¿Cómo hicieron los científicos para descubrir esto? Bueno, la pregunta fue más o menos la misma que nos hemos hecho siempre. ¿Cómo estos organismos pueden resistir a condiciones tan duras?
Los investigadores comenzaron a secuenciar el genoma del pequeño Ramazzottius (sí, yo le digo Eros de cariño). Para esto, manipularon algunos cultivos de células humanas para poder reproducir algunas piezas de la maquinaria interna del tardígrado para poder determinar qué partes son las que le dan la resistencia a estos animales (4). De esta forma descubrieron una proteína llamada Dsup la cual previene los daños al ADN bajo estrés extremo ya sea por desecación o por radiación. Pero otro aspecto importante, es que las células humanas marcadas con células de tardígrado eran capaces de suprimir el daño inducido por los rayos X hasta en un ¡40%!
Ustedes se imaginaran que cosas como estas no sólo nos permiten saber más de estos hermosos organismos, sino que también nos permite pensar en mejoras para la salud humana. «La protección y reparación del ADN es un componente fundamental de las células, y un aspecto central en muchas enfermedades humanas como cáncer y envejecimiento» dice Ingemar Jönsson, un biólogo evolutivo experto en tardígrados. Descubrimientos como estos son relevantes pensando en nuestra especie, pues nos abre una tremenda posibilidad para mejorar la resistencia al estrés en las células humanas que son sometidas a terapias con radiación.
Como dice Jönsson, «este es sólo el comienzo de esta exploración a este tesoro genético que representan los tardígrados». No se pierda el próximo capítulo, organismos como estos nunca dejarán de sorprendernos.

Referencias

1.
Lorena Rebecchi. Tardígrado, la sorprendente historia de un animal indestructible. [Internet]. 2016 [citado 20 de septiembre de 2016]. [Disponible en: http://www.ducray.com]
2.
Boothby et al. Evidence for extensive horizontal gene transfer from the draft genome of a tardigrade. Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 112, n° 52 (2015). doi: 10.1073/pnas.1510461112
3.
Koutsovoulos et al. No evidence for extensive horizontal gene transfer in the genome of the tardigrade Hypsibius dujardini. Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 113, n° 18 (2015). doi: 10.1073/pnas.1600338113
4.
Hashimoto et al. Extremotolerant tardigrade genome and improved radiotolerance of human cultured cells by tardigrade-unique protein. Nature Communications, n° 7 (2016) doi:10.1038/ncomms12808
5.
Eros Ramazzotti. Tutte storie. Sony BMG Music Entertainment. (1993).