Científicos descubren nueva especie de tardígrado que podría revelar el secreto de su resistencia a la radiación

Biología

En las laderas cubiertas de musgo de la montaña Funiu de China, los científicos han descubierto una nueva especie de tardígrado que puede tener la clave para proteger a los humanos de los efectos nocivos de la radiación. Las diminutas criaturas de ocho patas, conocidas como osos de agua, son famosas por su capacidad para sobrevivir a condiciones extremas que serían letales para la mayoría de las formas de vida. Ahora, un equipo de investigadores ha identificado los mecanismos genéticos que permiten a estos microorganismos soportar niveles de radiación casi 1.000 veces superiores a la dosis letal para los humanos.

Un nuevo tardígrado
A pesar de su pequeño tamaño, los tardígrados tienen una apariencia única. Se asemejan a una almohada blanda con ocho patas, cuatro de cada lado, con pequeñas garras en forma de dedos al final de cada pata. Su aspecto entrañable les ha valido el apodo de “cerditos de musgo” [u osos de agua].

Los tardígrados son los supervivientes definitivos. Pueden sobrevivir a temperaturas extremas, a la deshidratación e incluso al vacío del espacio entrando en un estado llamado criptobiosis. Pueden permanecer en este estado durante años, esperando a que el entorno vuelva a ser favorable. Una vez que las condiciones mejoran, se rehidratan y reanudan sus actividades normales.

Hace unos seis años, Lingqiang Zhang, biólogo molecular y celular del Instituto de Lifeómica de Pekín, y sus colegas recogieron muestras de musgo de la montaña Funiu, en la provincia china de Henan. Bajo el microscopio, identificaron una nueva especie de tardígrado, a la que llamaron Hypsibius henanensis. La secuenciación del genoma reveló que esta especie tiene 14.701 genes, el 30% de los cuales son exclusivos de los tardígrados.

Al exponerlos a altas dosis de radiación gamma (200 y 2.000 grays), los investigadores observaron que 2.801 genes se volvían más activos. Estos genes están involucrados en la reparación del ADN, la división celular y las respuestas inmunitarias.

“Es como en tiempos de guerra, cuando las fábricas se reacondicionan para fabricar municiones”, dijo a Nature Bob Goldstein, biólogo celular de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill. “Nos fascina cómo un organismo puede cambiar su expresión genética hasta el punto de producir tanta transcripción para genes específicos”.

Un gen, llamado TRID1, codifica una proteína que ayuda a reparar las roturas de doble cadena del ADN reclutando proteínas especializadas en los sitios dañados. Otro gen, DODA1, parece haber sido adquirido de las bacterias mediante transferencia horizontal de genes. DODA1 permite al tardígrado producir pigmentos antioxidantes llamados betalaínas, que pueden neutralizar los reactivos químicos dañinos generados por la radiación.

Implicaciones para la salud humana y la exploración espacial
Los investigadores probaron una de las betalaínas del tardígrado en células humanas y descubrieron que mejoraba significativamente su tasa de supervivencia después de la exposición a la radiación. Esto podría convertirse en un gran logro si los compuestos del tardígrado se pueden convertir en una terapia, que podría beneficiar particularmente a los pacientes de cáncer sometidos a quimioterapia.

“Este descubrimiento puede ayudar a mejorar la tolerancia al estrés de las células humanas, beneficiando a los pacientes sometidos a radioterapia”, dijo Zhang a Nature.

Hay más de 1.000 especies de tardígrados y viven en casi todos los entornos imaginables, desde las profundidades oceánicas hasta las cimas de las montañas. Su capacidad para soportar tales tensiones los ha convertido en los animales favoritos de los científicos en lo que respecta a la exploración espacial.

“Entender mejor las estrategias únicas que utilizan los tardígrados para hacer frente a tensiones extremas, incluidas las que se experimentan durante los vuelos espaciales, como la radiación, nos ayudará a entender cómo podemos proteger a los humanos de estas tensiones”, dijo a Gizmodo Thomas Boothby, profesor adjunto de la Universidad de Wyoming que no participó en el estudio. “Esto sería importante para misiones espaciales tripuladas a largo plazo o en el espacio profundo seguras y productivas”.

Explotar la resiliencia de los tardígrados podría tener aplicaciones de gran alcance, desde proteger a los astronautas durante misiones espaciales de larga duración hasta desarrollar nuevos tratamientos para pacientes sometidos a radioterapia. También podría ayudar a limpiar la contaminación nuclear y mejorar la vida útil de los medicamentos.

“La resistencia ambiental extrema de los extremófilos como los tardígrados es un tesoro de mecanismos moleculares inexplorados de resistencia al estrés”, escribió Lei Li, investigador de la Academia China de Ciencias y autor principal del estudio. “La investigación funcional sobre estos mecanismos de radiotolerancia… ampliará aún más nuestra comprensión de la supervivencia celular en condiciones extremas”.

Los hallazgos aparecieron en la revista Science.

Fuente: ZME Science.

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