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

Autor
Categoría
Biología
Fecha de Publicación
2016/09/20
Temas
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Ilustración por Phineas Jones, CC-BY-NC-ND.
Corr√≠a aquel ajetreado a√Īo 2003, cuando reci√©n comenzaba esta loca carrera por querer ser cient√≠fico. Una de las primeras cosas que llam√≥ mi atenci√≥n fue que en mis clases de zoolog√≠a, todo cambi√≥ de nombre. Ya las jaibas no se llamaban jaibas, sino ¬ędec√°podos braquiuros¬Ľ, los camarones ahora son ¬ęcrust√°ceos car√≠deos¬Ľ y me enteraba que las orcas estaban m√°s emparentadas con los delfines que con las ballenas. Toda una vida enga√Īado.
En uno de esos laboratorios donde ve√≠amos cosas que s√≥lo aparec√≠an en las pel√≠culas, uno de los ayudantes grita exaltado: ¬ę¬°Muchachos, apareci√≥ un ‚Äúosito de mar‚ÄĚ vivo!, ¬°vengan a ver!¬Ľ. Como me cri√© en cautiverio, pregunto: ¬ę¬ŅQu√© es un ‚Äúosito de mar‚ÄĚ?¬Ľ, ¬ęun ‚Äútard√≠grado‚Ä̬Ľ, me responden. Claramente no solucion√≥ 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 sab√≠amos era que estos organismos en general son muy activos en un medio acuoso, pero en condiciones extremas (por ejemplo sequ√≠as, fr√≠o, o en ausencia de ox√≠geno) pueden entrar en un estado llamado ¬ęcriptobiosis¬Ľ, el que consiste en suspender ‚ÄĒliteralmente‚ÄĒ todos los procesos metab√≥licos. Es decir, donde un animal regularmente muere, ellos simplemente le ponen ¬ępausa a su vida¬Ľ, esperando a que las condiciones vuelvan a ser favorables. Es lo m√°s parecido a la muerte y resurrecci√≥n que hay en el reino animal. De hecho, son tan resistentes, que incluso podemos establecer categor√≠as de criptobiosis dependiendo de qu√© es lo que est√© faltando en el medio. Por ejemplo, en ambiente de fr√≠o extremo entran en ¬ęcriobiosis¬Ľ, en ambientes de sequ√≠a en ¬ęanhidrobiosis¬Ľ, en ambientes an√≥xicos (es dec√≠r, en ausencia de ox√≠geno) en ¬ęanoxibiosis¬Ľ y en concentraci√≥n elevada de alg√ļn soluto en ¬ęosmobiosis¬Ľ (1), y as√≠. Estos organismos pueden mantenerse en este estado desde meses hasta ¬°100 a√Īos!
Pero, ¬Ņqu√© hace que durante este tiempo se mantengan vivos? ¬ŅDe d√≥nde sacan esta fortaleza? ¬ŅC√≥mo cresta lo hacen?
Eso es lo que los cient√≠ficos se han encargado de estudiar en los √ļltimos a√Īos. Por ejemplo, el a√Īo 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 suger√≠a que casi el 16% de este genoma hab√≠a sido adquirido por ¬ętransferencia horizontal¬Ľ, es decir, genes de otras especies que hab√≠an ingresado e incorporado al genoma de estos tard√≠grados.
Esto podr√≠a explicar muchas cosas, sacar lo mejor de otros lados para poder ser m√°s resistente es una buena forma de enga√Īar a la selecci√≥n natural. Pero, ¬Ņera esto as√≠? ¬ŅEra cierta esta hip√≥tesis?
Cuando trabajas con organismos tan interesantes como los tard√≠grados, debes saber que siempre habr√° alguien detr√°s tuyo investigando lo mismo. Y eso es justamente lo que sucedi√≥. Unos meses despu√©s (probablemente no alcanz√≥ a pasar un mes) una nueva investigaci√≥n sali√≥ publicada en la misma revista (3). El resultado principal es que ellos no encontraron esta evidencia de ¬ęgenomas ajenos¬Ľ, al menos en la especie de tard√≠grado 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)
¬ęComparamos nuestro genoma ensamblado con uno recientemente publicado en la misma especie (Boothy y colaboradores), y no encontramos ning√ļn indicio de una transferencia horizontal masiva de genes¬Ľ (¬°CHAN!)
Es decir, justamente la mayor contribuci√≥n 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 ¬ęartefacto producto de la no eliminaci√≥n de contaminaci√≥n antes del ensamble gen√≥mico¬Ľ. Dicho en otras palabras, secuenciaron no s√≥lo tard√≠grados, si no tambi√©n otras especies en la misma muestra. Quer√≠an secuenciar los genes de las peras, pero en la frutera tambi√©n hab√≠an manzanas y no las separaron metiendo todo junto a la juguera‚Ķ
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

A√Īo 2016, 20 de septiembre, ¬†y nuevamente los cient√≠ficos nos sorprenden con una investigaci√≥n de alto impacto usando a estos amigos como modelo de estudio.
¬ŅQu√© descubrieron ahora? Hashimoto y sus colaboradores publicaron un art√≠culo en la revista Nature (4)¬†donde, usando una de las especies de tard√≠grados m√°s resistentes llamada¬†Ramazzottius varieornatus (no, no es el que canta Otra como t√ļ (5)) reportan la presencia de otro s√ļper poder m√°s para los tard√≠grados: una prote√≠na protectora que provee resistencia ante los da√Īos por rayos X. Y mejor a√ļn, los autores dicen que estas prote√≠nas pueden transferir esta resistencia a c√©lulas humanas.
¬ęCreemos que la tolerancia a los rayos X es una adaptaci√≥n de estos animales a resistir ambientes de extrema deshidrataci√≥n¬Ľ, dicen los autores. Lo que conecta a estos dos fen√≥menos es que la deshidrataci√≥n severa causa da√Īos muy similares a los producidos por los rayos X en algunas mol√©culas en los seres vivos. Por ejemplo, ambos podr√≠an incluso desgarrar el ADN.
¬ŅC√≥mo hicieron los cient√≠ficos para descubrir esto? Bueno, la pregunta fue m√°s o menos la misma que nos hemos hecho siempre. ¬ŅC√≥mo estos organismos pueden resistir a condiciones tan duras?
Los investigadores comenzaron a secuenciar el genoma del peque√Īo Ramazzottius (s√≠, yo le digo Eros de cari√Īo). Para esto, manipularon algunos cultivos de c√©lulas humanas para poder reproducir algunas piezas de la maquinaria interna del tard√≠grado para poder determinar qu√© partes son las que le dan la resistencia a estos animales (4). De esta forma descubrieron una prote√≠na llamada Dsup la cual previene los da√Īos al ADN bajo estr√©s extremo ya sea por desecaci√≥n o por radiaci√≥n. Pero otro aspecto importante, es que las c√©lulas humanas marcadas con c√©lulas de tard√≠grado eran capaces de suprimir el da√Īo inducido por los rayos X hasta en un ¬°40%!
Ustedes se imaginaran que cosas como estas no s√≥lo nos permiten saber m√°s de estos hermosos organismos, sino que tambi√©n nos permite pensar en mejoras para la salud humana. ¬ęLa protecci√≥n y reparaci√≥n del ADN es un componente fundamental de las c√©lulas, y un aspecto central en muchas enfermedades humanas como c√°ncer y envejecimiento¬Ľ dice Ingemar J√∂nsson, un bi√≥logo evolutivo experto en tard√≠grados.¬†Descubrimientos como estos son relevantes pensando en nuestra especie, pues nos abre una tremenda posibilidad para mejorar la resistencia al estr√©s en las c√©lulas humanas que son sometidas a terapias con radiaci√≥n.
Como dice J√∂nsson, ¬ęeste es s√≥lo el comienzo de esta exploraci√≥n a este tesoro gen√©tico que representan los tard√≠grados¬Ľ. No se pierda el pr√≥ximo cap√≠tulo, organismos como estos nunca dejar√°n 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¬į 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¬į 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¬į 7 (2016) doi:10.1038/ncomms12808
5.
Eros Ramazzotti. Tutte storie. Sony BMG Music Entertainment. (1993).