Nematodos del Suelo, Investigación Espacial y Envejecimiento Humano

Caenorhabditis elegans es un nematodo saprófago, perteneciente a la familia de los rabdítidos cuyo hábitat natural resulta ser el suelo, alimentándose de hongos y bacterias. El papel de estos animalitos es fundamental en la descomposición y reciclado de la materia orgánica de los ecosistemas, aunque otros producen enfermedades. Sin embargo, este espécimen, muy conocido en la comunidad científica, no lo es precisamente por lo hasta aquí aludido, sino debido a que se emplea como una cobaya con vistas al estudio de la fisiología humana, como muestra la noticia de hoy. C. elegans fue el primer organismo multicelular cuyo genoma pudo identificarse completo, tras una laboriosa secuenciación, identificándose miles de genes que parecen ser  idénticos a los humanos. Si además se tiene en cuenta que resulta fácilmente cultivable en el laboratorio, no nos debe extrañar que la criatura sea muy popular en la comunidad científica biomédica. Incluso se otorgó un premio Nobel de medicina por los pioneros estudios sobre este vil gusano.  Y así, se ha investigado sobre él con vistas a analizar mejor los mecanismos de enfermedades tan conocidas y relevantes como  la obesidad, diabetes y Alzheimer, aunque también a la hora de comprender mejor los procesos que dan lugar al envejecimiento humano. Sin embargo, aun así, la bioprospección del suelo se encuentra en pañales y no tiene visos  de despegar. También os comentamos en otro post la resistencia de ciertos invertebrados, como los tardígrados, que habitan en el medio edáfico, para sobrevivir en el espacio exterior, apoyando la hipótesis de la panspermia conjetura que defiende que la vida llego a la Tierra desde el espacio. El caso que nos ocupa hoy es distinto, por cuanto se analizan los efectos de la microravedad, un poco más llevadera para la vida terrestre. El que para el estudio de la longevidad humana se usen nematos del suelo resulta un tanto sorprendente, en primera instancia, pero esa es otra historia. Sin embargo, los investigadores de la ciencia del suelo también deberían tener presente que la información obtenida en el estudio de los invertebrados edáficos puede utilizarse como un camino de ida y vuelta. En otras palabras, podemos aprender mucho sobre estas formas de vida gracias a tales indagaciones, a falta de no tener financiación a la hora de realizar experimentos similares en nuestro ámbito. Todo ello nos ayudará a conocer mejor la biología y ecología del suelo, extrayendo información de los “papers” biomédicos. Sospecho que se trata de una perspectiva que no suele llevarse a cabo debido al reduccionismo de la ciencia contemporánea. Personalmente animo a los lectores a que lleven a la práctica estudios bibliográficos de tal guisa, ya que barrunto que se  toparán con muchas sorpresas. Personalmente lo he hecho en otro tipo de estudios, alcanzando conclusiones que me parecen fructíferas. Antes de dejaros con la noticia, secuestro unos pequeños fragmentos de Wikipedia que ayudarán al lector a entenderla mejor. Y ya sabe, si le preocupa su longevidad, hable con los bichitos del suelo ya que le pueden sorprender si se sinceran y narran los secretos que esconden. Tan solo es un problema de lenguaje ¿?. Al menos tal osadía le acarreará menos problemas que intentar testar el título de la noticia, si puede.

Juan José Ibáñez

Caenorhabditis elegans; un adulto y dos juveniles. Fuente: APSnet

De acuerdo a Wikipedia: Caenorhabditis elegans es una especie de nematodo rabdítido familia Rhabditidae que mide aproximadamente 1 mm de longitud, y vive en ambientes templados. Ha sido un importante modelo de estudio para la biología, muy especialmente la genética del desarrollo, a partir de los años 70.

(…)Mediante la observación se pudo determinar cada una de las fases de su ciclo de vida. Cada adulto hermafrodita es capaz de colocar entre 200 y 300 huevos. Luego de abrirse estos, la nueva generación pasará por cuatro estados larvarios antes de llegar a la etapa adulta. Durante su segundo estado larvario, y en caso de sobrepoblación o ausencia de alimento, la larva puede entrar a un estado larvario alternativo, entrando a una especie de hibernación, siendo resistente al medio y al envejecimiento. A partir del cuarto estado larvario, los hermafroditas son capaces de producir espermatozoos y en el estado adulto pueden generar asimismo huevos. Los machos pueden inseminar a los hermafroditas, que en muchas circunstancias pueden preferir el esperma de estos para incrementar la variabilidad de sus descendientes. El tiempo promedio de este proceso es de apenas dos o tres días, y la vida promedio del adulto en el laboratorio, a una T° constante de 20 °C es de dos a tres semanas.

(…) La persona que apreció por primera vez el potencial de C. elegans como modelo de investigación fue Sydney Brenner, que recibió merecidamente el Premio Nobel por sus descubrimientos en este gusano. Por otra parte, el laboratorio de Martin Chalfie, uno de los tres ganadores del Premio Nobel de Química 2008, utiliza a C. elegans para investigar el desarrollo y funcionamiento de las neuronas. (…)

¿Es beneficioso para la salud el espacio exterior?

Un equipo internacional de científicos ha demostrado que viajar al espacio exterior puede favorecer que cierto gusano microscópico viva más tiempo. Los experimentos realizados por estos investigadores, procedentes de Canadá, Francia, Japón, Reino Unido y Estados Unidos, muestran que en especímenes del gusano Caenorhabditis elegans (C. elegans) enviados al espacio se detuvo la acumulación de ciertas proteínas tóxicas característica del envejecimiento de los músculos.

FUENTE | CORDIS: Servicio de Información en I+D Comunitario 12/08/2012

Según explican en un artículo publicado en la revista Scientific Reports, también descubrieron un grupo de genes que se expresó en menor medida durante el vuelo espacial y señalan que, cuando se reduce la expresión de estos mismos genes de los gusanos en la Tierra, éstos suelen vivir más tiempo.

El propósito de la investigación sobre estos gusanos era dilucidar la pérdida de masa ósea y muscular sufrida por los astronautas tras estancias prolongadas en el espacio. C. elegans supone un modelo perfecto para estudiar los cambios a largo plazo en la fisiología humana, ya que experimenta deterioro muscular en condiciones muy similares a las del ser humano. Este fue el primer organismo pluricelular cuya estructura genética fue mapeada por completo, y muchos de sus 20.000 genes cumplen exactamente las mismas funciones que los equivalentes en el ser humano. De esos genes, 2.000 intervienen en la función muscular, y entre el 50 y el 60 % de ellos cuenta con equivalentes humanos muy claros.

Por añadidura, C. elegans es capaz de vivir y reproducirse en el espacio durante al menos seis meses, siendo por tanto una criatura ideal y barata para realizar experimentos que esclarezcan los efectos de los viajes espaciales de larga duración y recorrido. Esta investigación desarrollada en el espacio permitirá averiguar aspectos del organismo humano inescrutables en la superficie terrestre.

Uno de los autores del estudio, el Dr. Nathaniel Szewczyk de la Universidad de Nottingham (Reino Unido), declaró: «Identificamos siete genes con expresión disminuida en el espacio y cuya inactivación prolongaba la vida de las criaturas en condiciones de laboratorio.»

Aunque los científicos no conocen con total certeza de qué manera influyen estos genes en el control de la longevidad, están convencidos de que influyen en la manera en que el gusano percibe su entorno y activa cambios en su metabolismo para adaptarse a él.

Szewczyk sacó un ejemplo a colación: «Uno de los genes identificados codifica la insulina, la cual se sabe que, por acción de la diabetes, está asociada al control metabólico. En gusanos, moscas y ratones está asociada además a una modulación de la longevidad.»

Szewczyk también se refirió a las implicaciones de estos hallazgos para los astronautas: «Como casi todo el mundo sabe, los músculos «encogen» en el espacio. Nuestros resultados apuntan, casi con toda seguridad, a que ésta es una respuesta adaptativa, no patológica. Paradójicamente, es posible que el músculo envejezca a menor velocidad en el espacio que en la Tierra. También podría ser que el propio vuelo espacial ralentice el proceso de envejecimiento.»

Para realizar este experimento, efectuado en 2004, se envió un cargamento de gusanos vivos a la Estación Espacial Internacional (ISS) a bordo de la misión neerlandesa DELTA. Desde entonces se han llevado en otros cinco vuelos espaciales a la ISS para conocer más a fondo los efectos de la microgravedad sobre la fisiología del organismo humano.

Ya en 2003 los gusanos C. elegans de Szewczyk saltaron a las portadas de los medios de comunicación al salir ilesos de la catástrofe de la nave espacial Columbia. A las pocas semanas del desastre pudieron recuperarse de las placas Petri en las que se conservaban. Sobrevivieron a la reentrada en la atmósfera terrestre gracias a que dichas placas iban alojadas en latas de aluminio.