Investigadores de los Institutos Nacionales de la Salud de Estados Unidos y sus colaboradores han descubierto nuevos conocimientos sobre la curación y el envejecimiento al estudiar cómo una diminuta criatura marina regenera todo un nuevo cuerpo a partir únicamente de su boca, según publican en la revista Cell Reports.
Los investigadores secuenciaron el ARN de la 'Hydractinia symbiolongicarpus', un pequeño animal con forma de tubo que vive en los caparazones de los cangrejos ermitaños. Justo cuando la 'Hydractinia' empezaba a regenerar nuevos cuerpos, los investigadores detectaron una firma molecular asociada al proceso biológico del envejecimiento, también conocido como senescencia.
Según el estudio, la 'Hydractinia' demuestra que los procesos biológicos fundamentales de curación y envejecimiento están entrelazados, lo que aporta una nueva perspectiva sobre cómo evolucionó el envejecimiento.
"Estudios como éste, que exploran la biología de organismos poco comunes, revelan tanto lo universales que son muchos procesos biológicos como lo mucho que nos queda por comprender sobre sus funciones, relaciones y evolución —afirma el doctor Charles Rotimi, director del Programa de Investigación Intramuros del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI)—. Estos descubrimientos tienen un gran potencial para aportar nuevos conocimientos sobre la biología humana".
Cellular #senescence allows tiny, squishy sea creature #Hydractinia to regenerate an entirely new body from only its mouth. Study in @CellReports shows how healing and aging are intertwined. Findings may ultimately advance field of regenerative medicine https://t.co/h0U59Hjx9z
— Buck Institute (@BuckInstitute) June 30, 2023
Capacidades regenerativas extremas
Desentrañar los orígenes evolutivos de procesos biológicos fundamentales, como el envejecimiento y la curación, es esencial para comprender la salud y la enfermedad humanas. Los humanos tienen cierta capacidad de regeneración, como la curación de un hueso roto o incluso la regeneración de un hígado dañado.
Otros animales, como las salamandras y el pez cebra, pueden reemplazar miembros enteros y reponer diversos órganos. Sin embargo, los animales con cuerpos simples, como la 'Hydractinia', suelen tener las capacidades regenerativas más extremas, como hacer crecer un cuerpo completamente nuevo a partir de un fragmento de tejido.
El papel regenerativo de la senescencia contrasta con los hallazgos en células humanas. "La mayoría de los estudios sobre senescencia están relacionados con la inflamación crónica, el cáncer y las enfermedades asociadas a la edad", explica el doctor Andy Baxevanis, científico del NHGRI y autor del estudio.
"Normalmente, en los humanos, las células senescentes permanecen senescentes, y estas células causan inflamación crónica e inducen el envejecimiento en las células adyacentes —añade—. A partir de animales como la 'Hydractinia', podemos aprender acerca de cómo la senescencia puede ser beneficiosa y ampliar nuestra comprensión del envejecimiento y la curación".
Células madre para crear un cuerpo nuevo
Anteriormente, los investigadores descubrieron que la 'Hydractinia' tiene un grupo especial de células madre para la regeneración. Las células madre pueden transformarse en otros tipos de células, por lo que son útiles para crear nuevas partes del cuerpo.
En los humanos, las células madre actúan principalmente en el desarrollo, pero los organismos altamente regenerativos como la 'Hydractinia' utilizan células madre durante toda su vida, y las almacena sus células madre regeneradoras en el tronco inferior de su cuerpo.
Sin embargo, cuando los investigadores le extraen la boca —una parte alejada de donde residen las células madre—, le crece un nuevo cuerpo. A diferencia de las células humanas, que están bloqueadas en sus destinos, las células adultas de algunos organismos altamente regenerativos pueden revertir en células madre cuando el organismo resulta herido, aunque este proceso no se conoce bien.
Por ello, los investigadores teorizaron que la 'Hydractinia' debe generar nuevas células madre y buscaron señales moleculares que pudieran dirigir este proceso.
Cuando la secuenciación del ARN apuntó a la senescencia, los investigadores escanearon el genoma de la 'Hydractinia' en busca de secuencias similares a las de los genes relacionados con la senescencia en humanos. De los tres genes que identificaron, uno se "activaba" en las células cercanas al lugar donde se cortaba al animal.
Cuando los investigadores suprimieron este gen, se bloqueó la capacidad de los animales para desarrollar células senescentes y, sin las células senescentes, los animales no desarrollaron nuevas células madre y no pudieron regenerarse.
Los investigadores rastrearon las células senescentes en la 'Hydractinia' para averiguar cómo sorteaba este animal los efectos nocivos de la senescencia. Inesperadamente, los animales expulsaron las células senescentes por la boca. Aunque los humanos no pueden deshacerse tan fácilmente de las células envejecidas, las funciones de los genes relacionados con la senescencia en la 'Hydractinia' sugieren cómo evolucionó el proceso de envejecimiento.
La última vez que los humanos compartimos un antepasado con la 'Hydractinia', y sus parientes cercanos, medusas y corales fue hace más de 600 millones de años, y estos animales no envejecen. Debido a estos factores, la 'Hydractinia' puede aportar información crucial sobre nuestros primeros antepasados animales. Por ello, los investigadores teorizan que la regeneración pudo ser la función original de la senescencia en los primeros animales.
"Aún no sabemos cómo las células senescentes desencadenan la regeneración ni cuán extendido está este proceso en el reino animal —señala el doctor Baxevanis—. Afortunadamente, estudiando a algunos de nuestros parientes animales más lejanos, podemos empezar a desentrañar algunos de los secretos de la regeneración y el envejecimiento, secretos que en última instancia pueden hacer avanzar también el campo de la medicina regenerativa y el estudio de las enfermedades relacionadas con la edad".
