Los tardígrados son los maestros indiscutibles de la supervivencia. Si los horneamos a 159 grados Celsius, los congelamos a un grado de cero absoluto, los privamos de agua y oxígeno, los sometemos al vacío del espacio… sobrevivirán. Y ahora los científicos han comenzado a demostrar cómo podemos aprovechar su legendaria resistencia para hacer avanzar la medicina humana.
Inspirados por las hazañas de estos animales casi microscópicos (también conocidos como osos de agua), los investigadores de la Universidad de Wyoming quisieron ver qué sucedería si introducían una proteína tardígrada particular en células humanas aisladas. Increíblemente, incluso en un contexto tan extraño, tuvo el mismo efecto: las células ralentizaron sus procesos moleculares, lo que resultó en una especie de animación suspendida que las protegió de cualquier daño.
Estos hallazgos indican que la biología de los tardígrados tiene potencial para extender la vida útil de los medicamentos, detener el deterioro de los tejidos a causa de las lesiones y tal vez incluso para ralentizar el proceso de envejecimiento. publicado en la revista Ciencia de las proteínas A principios de este año, Silvia Sánchez-Martínez, científica investigadora principal del laboratorio del biólogo molecular Thomas Boothby, fue la autora principal del artículo.
“Si aprendemos los trucos [tardigrades] “Si queremos sobrevivir en estos ambientes extremos”, dice Sánchez-Martínez, “quizás podamos utilizarlos en nuestro beneficio”.
Estudio de la biostasis de tarígrados
Cuando las cosas se ponen difíciles, los tardígrados entran en un estado liminal notable llamado biostasis: su metabolismo cesa, al igual que su necesidad de alimento, agua y prácticamente todo lo que generalmente consideramos necesario para la vida. Pueden esperar así indefinidamente, pero tan pronto como su suerte mejora, se recuperan de inmediato. Algunos han revivido después de décadas, como nuevos.
Uno de los trucos cruciales detrás de estas acrobacias que desafían a la muerte es una proteína llamada Abundante soluble en calor citoplasmático (CAHS), que viene al rescate durante períodos de estrés ambiental. La mayoría de las proteínas tienen una estructura muy ordenada y no pueden tolerar mucho estrés ambiental sin desintegrarse. Pero esta (que no se ha encontrado en ningún otro animal) es intrínsecamente desordenadolo que le permite funcionar bajo casi cualquier circunstancia.
Aunque nuestro último antepasado común con los tardígrados vivió hace unos 600 millones de años, hacemos un excelente uso del gen que permite este proceso. Cuando el estudiante de tercer año Kenny Nguyen lo introdujo en células humanas, el gel no sólo se formó exactamente como lo hace en su fisiología nativa, sino que también confirió las mismas ventajas: las células pudieron soportar mejor la desecación y conservar sus funciones normales.
“Ver que puedes ponerlo en un sistema diferente y que es capaz de sobrevivir al estrés”, dice Nguyen, “es bastante genial”.
La biostasis es una estrategia útil, pero solo si es reversible. Cuando un tardígrado seco entra en contacto con el agua (es decir, cuando las condiciones vuelven a ser adecuadas para la vida), el gel CAHS se disuelve rápidamente y el metabolismo de la criatura se reinicia.
“En aproximadamente una hora”, dice Sánchez-Martínez, “se mueven alrededor de la placa como si nada hubiera pasado”, incluso si han estado inactivos durante años.
Sánchez-Martínez no estaba seguro de qué esperar de las células humanas, y se sorprendió bastante al descubrir que volvían a funcionar normalmente una vez rehidratadas.
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Aplicación de la biostasis a los seres humanos
Esto podría parecer el preludio de una historia de ciencia ficción sobre híbridos humanos-tardígrados inmortales, pero la realidad es más mundana.
“No se trata de vivir eternamente ni de hacernos inmortales”, dice Sánchez-Martínez riendo. Pero el CAHS podría resultar útil en situaciones de emergencia, al poner en pausa el deterioro de los tejidos. Durante los trasplantes de órganos, por ejemplo, o en la medicina traumatológica de las zonas de guerra, “podemos detener o detener algunas de las lesiones hasta que podamos tratarlas adecuadamente”.
Otra aplicación prometedora para CAHS, al menos en el futuro cercano, es preservar la miríada biológico Medicamentos que sustentan innumerables iniciativas sanitarias globales. Estos diversos productos farmacéuticos (que incluyen vacunas, productos sanguíneos y terapias genéticas) se derivan de organismos vivos y, como todo material biológico, son relativamente inestables. Las condiciones adversas degradan rápidamente el ARN, el ADN y las proteínas que los componen.
En la actualidad, los productos biológicos dependen de la cadena de fríoo una red mundial de congeladores que mantiene refrigerados los alimentos durante el transporte, el almacenamiento y la distribución (es la misma red helada que transporta los productos del mar a las zonas más profundas del corazón de Estados Unidos).
Pero esa infraestructura es costosa de construir y mantener, además de estar lejos de ser infalible: un breve corte de energía puede arruinar un suministro de medicamentos que salvan vidas.
Nuestros diminutos héroes podrían estar liderando el camino hacia un mundo donde las drogas no necesiten un enfriamiento constante.
“Los tardígrados están compuestos de los mismos elementos”, afirma Boothby, “y aun así son capaces de estabilizar estas moléculas tan frágiles, utilizando sus superpoderes”.
Con la ayuda de proteínas maravillosas como la CAHS, los científicos podrían diseñar una línea de productos biológicos que puedan conservarse en estado seco, haciendo que el tratamiento médico sea más accesible en regiones remotas y subdesarrolladas.
Investigación continua sobre CAHS
Los investigadores ya han demostrado que el CAHS puede preservar el factor VIII de coagulación sanguínea humana, un producto biológico comúnmente utilizado para tratar la hemofilia y los casos de sangrado extremo en el campo de batalla.
En marzo de 2023, en la revista Informes científicos, el equipo dio a conocer un versión de la droga que era estable no sólo a temperatura ambiente, sino a cualquier temperatura que pudiera encontrarse.
“Podemos calentarlos hasta […] “Casi el punto de ebullición del agua”, dice Boothby, “y en realidad siguen siendo totalmente efectivos”.
Esa investigación surgió de un proyecto patrocinado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), que desarrolla nuevas tecnologías para el ejército estadounidense. El laboratorio ya ha comenzado a probar el fármaco en ratones y Boothby espera que se realicen ensayos en humanos en los próximos dos años.
Pero incluso si no podemos transformarnos en osos de agua del tamaño de un humano en un futuro próximo, las posibilidades realistas son igualmente cautivadoras. “Esto no es ciencia ficción”, dice, “esto es un hecho científico”.
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Fuentes del artículo
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Cody Cottier es un escritor colaborador de Discover a quien le encanta explorar grandes preguntas sobre el universo y nuestro planeta, la naturaleza de la conciencia, las implicaciones éticas de la ciencia y más. Tiene una licenciatura en periodismo y producción de medios de la Universidad Estatal de Washington.