Apuntes científicos desde el MIT

Ayer vi un gusano con ocho cabezas! Cada una iba a su aire, intentando escapar del cuerpo que las mantenía unidas.
¿Cómo? ¿Que no os lo creéis? Miradlo vosotros mismos en el siguiente video…

ok, ok… antes de que me acuséis de tomaros el pelo o quejaros de lo corta y poco clara que es la secuencia, dadme la oportunidad de justificar que haya colgado este video en el blog, e intentar convenceros de que se trata de algo impresionante.

Primero os pediría que lo volvierais a ver, y detuvierais la imagen en el segundo 7, justo en el instante que el bichito se expande. En ese momento se distinguen 8 protuberancias repartidas por el cuerpo. Son cabezas, y los puntos negros que veis en ellas, ojos. Los dos de más a la derecha son los de la cabeza original, la única que tenía el animal antes de que los investigadores le inhibieran un gen, le hicieran diversos cortes en su cuerpo, y contemplaran cómo iban apareciendo cabezas.

Por si todavía no lo distinguís bien, la fotografía de la derecha muestra otro ejemplar con 6 cabezas de forma un poco más clara.
Pero dejadme que insista: otro motivo por el que el video no debería dejaros indiferentes es que sois de los primeros en ver algo parecido. El investigador Peter Reddien del Whitehead Institute en el MIT me lo cedió justo ayer diciendo que es el caso visualmente más espectacular de regeneración en planarias que se ha conseguido hasta el momento. No encontraréis nada mejor en youtube.

Que es una planaria?
Las planarias son gusanos con unas capacidades de regeneración espectaculares.
Si le cortas una pierna a una salamandra, le crecerá una de nueva. Si te quitan la mitad de tu hígado, volverá a crecer. Algunos peces regeneran aletas e incluso parte de la espina dorsal. Pero esto no es nada comparado con lo que hacen estos sorprendentes animales, cuya capacidad regenerativa extrema lleva estudiándosemás de 100 años : Si los partes por la mitad, en un trozo crecerá una cabeza y en el otro una cola. Si cortas la cabeza entre los ojos, al poco tiempo tendrás un gusano con dos cabezas completas e independientes. Le quitas un fragmento 300 veces más pequeño que el total del cuerpo, y es capaz de regenerar un individuo entero.
De verdad; es más espectacular de lo que parece… ese fragmento diminuto no tiene ni “boca-ano” (las planarias comen y excretan residuos por el mismo orificio situado en medio de su cuerpo), ni cerebro, ni casi nada… ¿Cómo crece entonces? ¿Cómo se alimenta mientras todavía no tiene boca, ni sistema digestivo? Resulta que no sólo aparecen nuevas células, sino que algunas de las preexistentes en ese trocito se transformarán en estructuras básicas del organismo.
Además… es que no se trata de un simple crecimiento, sino de una verdadera regeneración en sentido inverso al desarrollo normal. No es que te corten un brazo y crezca una nuevo, es que a partir del brazo salga un individuo completo!

Pero… ¿Cómo lo hacen? y ¿Cómo saben donde tiene que crecer una cola o una cabeza? Esto es lo que está estudiando el laboratorio de Peter Reddien. Las planarias son un modelo animal ideal para estudiar las células madre; qué mecanismos hay involucrados en su diferenciación, qué señales están relacionadas en el desarrollo de nuevas estructura, qué diferencia una célula de planaria y una humana, y cómo podríamos llegar a inducir cierta regeneración.
Peter Reddien es de los científicos honestos que no te vende aplicaciones espectaculares en un futuro cercano. Asegura que todavía estamos en la fase de investigación básica para comprender los factores genéticos y moleculares relacionados en estos procesos. Pero cuando le pregunto si ve viable este escenario: “imagínate que dentro de un tiempo entendáis perfectamente los mecanismos involucrados en la regeneración de la pierna de una salamandra, y al compararlos con un ratón, comprobéis qué es lo que tiene inhibido. ¿Te imaginas poder activar genes, o inducir señales moleculares que despierten la capacidad de regeneración que un ratón tenía silenciada, y conseguir que le crezca de nuevo una pierna amputada?” me mira con cara de “por ahí no van los tiros”, pero dice que en el fondo esta es la idea básica: “entender qué ocurre a nivel molecular, compararlo con animales que no se regeneran, y ver si podemos inducir algún tipo de regeneración celular”

Cómo hacer un gusano con múltiples cabezas
Peter Reddien es “famoso” por aplicar la técnica de RNAi en el estudio de planarias. Lo que hacen es bloquear con RNA genes específicos de un animal, y ver qué pasa. Si al animal sólo le aparece un ojo (me lo invento), es que el gen silenciado estaba relacionado con el desarrollo de los ojos.
Con esta metodología han dado respuesta a una de las preguntas más antiguas de los investigadores en planarias: Cuando cortas la cabeza y la cola de un gusano, a la vez… el fragmento que queda… ¿como sabe que en un extremo tiene que salir una cabeza y en el otro una cola? Un investigador de su laboratorio , Chris Petersen, demostró que el gen Smed-βcatenin-1 controlaba la polaridad en esta regeneración. De hecho, cuando silenciaban este gen y cortaban la parte posterior de la planaria, salía una cabeza en lugar de una cola (imagen inferior). Y cuando sobre expresaban ese mismo gen, generaban un gusano con dos colas y ninguna cabeza.

De esta misma manera consiguieron los ejemplares del video y la foto de arriba; inhibieron el en Smed-βcatenin-1, realizaron varios cortes a los gusanos originales, y de las incisiones iban apareciendo cabezas.
De nuevo, el objetivo es encontrar diferencias entre una célula de planaria y una humana. Y no hay tantas. Se calcula que este “ridículo” gusano tiene 20.000 genes, y nosotros unos 25.000. A nivel celular no somos tan diferentes como nuestra apariencia externa puede sugerir.

nota:
Querría agradecer la ayuda y paciencia de Danielle Wenemoser , investigadora del Reddien Lab. Durante una cena se le ocurrió decirme que investigaba en planarias y habían grabado un gusano con 8 cabezas. Tuve a la pobre más tiempo del necesario interrogándola sobre su trabajo, y luego encima le pedí que me pasara información y convenciera a su jefe para que nos cediera el video. Thanks Danielle.