Cómo los animales ayudan a entender las enfermedades

Alison Woollard

Universidad de Oxford

Es mucho lo que las salamandras pueden enseñar a la medicina.

Para lo extraño y maravillosamente diverso que es el reino animal, desde un punto de vista genético, muchas especies son sorprendentemente similares.

Gracias a ello, a través del estudio de otros animales es mucho lo que podemos aprender sobre el funcionamiento interno de nuestras propias células humanas. Y no todos son mamíferos, como se esperaría.

Durante una conferencia en Navidad en el Instituto Real, titulada "Vida Fantástica", hablé acerca de una colección de criaturas que ayudan a entender de dónde viene la vida y cómo crecemos y envejecemos.

También pude mostrar cómo el conocimiento que adquirimos del mundo natural está ayudando a entender el desarrollo humano y sus enfermedades.

Gusanos "héroes"

En 1998 se obtuvo la primera secuencia del genoma de un animal. Fue un pequeño pero maravilloso gusano de la especie nematoda llamado Caenorhabditis elegans. Desde entonces, este pequeño gusano ha contribuido con información para una amplia gama de temas de investigación, desde el envejecimiento hasta el cáncer.

Las medusas son sólo uno de los muchos animales que ayudan a los científicos a comprender las enfermedades humanas

Con tan sólo un milímetro de largo, estos gusanos son prácticamente imposibles de ver sin la ayuda de un microscopio, pero su transparencia le permite a los científicos mirar dentro de una criatura viviente sin la ayuda de rayos X, resonancias magnéticas o cualquier otra tecnología.

Sin embargo, no habríamos podido lograr nuestros grandes descubrimientos con el C. elegans sin la ayuda de una fascinante medusa.

La aguamala Aequorea victoria produce la proteína verde fluorescente conocida como GFP, por sus siglas en inglés, que brilla en la oscuridad por lo que hace posible que los científicos sigan el viaje de proteínas específicas por el cuerpo, pues se utiliza como una etiqueta visible.

Utilizando un GFP para resaltar patrones específicos de expresión génica, puedo monitorear el impacto de estos patrones en el resto del organismo a lo largo de la vida del gusano.

Luego puedo transferir este conocimiento para entender cómo funcionan genes similares en organismos más complicados, como nosotros.

Definitivamente no habría podido empezar a entender algunos genes asociados con el cáncer sin la ayuda de GFP.

Los secretos del sueño

Nuestro reloj biológico, o reloj circadiano, es un mecanismo interno que regula casi cualquier aspecto de nuestra fisiología y comportamiento.

Una de las maneras en que lo hace en humanos es con la exposición a los ciclos de luz y oscuridad, como el día y la noche, sin los cuales nuestro reloj interno se desincroniza con el mundo exterior.

¿Qué pasaría con la rutina diaria de nuestro cuerpo si viviéramos en una cueva oscura?

El pez Astyanax mexicanus -o pez mexicano de cueva- vive en la completa oscuridad toda su vida, y aun así han desarrollado un reloj biológico interno que los ayuda a gobernar sus patrones de alimentación.

Al identificar y entender los genes que controlan su reloj biológico podremos tener idea de cómo nuestro genotipo contribuye a nuestro reloj interno, lo que nos ayudará a entender mejor los trastornos de sueño.

Remendando mejillones

Los mejillones tienen una habilidad impresionante para aferrarse a las superficies como las rocas y los barcos sin ser arrastrados por las poderosas olas.

El pez mexicano de cueva puede ayudar a entender mejor cómo funciona el reloj biológico.

Esto se debe a una proteína extremadamente adhesiva que, gracias a sus propiedades súper pegajosas, se ha convertido en nuestra inspiración para un nuevo bioadhesivo sintético para usos quirúrgicos y reparación de heridas.

Desde hace décadas han existido otros tipos de agentes de curación de tejidos, pero con frecuencia tienen efectos secundarios indeseados o no sirven en tejidos mojados.

Sin embargo, los adhesivos derivados de la proteína del mejillón son mucho más fuertes en condiciones de humedad y, debido a que son totalmente sintéticos, son menos propensos a causar reacciones alérgicas.

Incluso se pueden modificar para que se degrade al cabo de un período específico, a fin de que cumpla con las necesidades de curación del paciente.

Regenerando salamandras

Las salamandras tienen impresionantes habilidades de regeneración. De la misma forma en que reparan su corazón, cerebro y columna, también son conocidas por poder hacer crecer una extremidad completa, como su cola, uno de los muy pocos vertebrados que pueden hacerlo.

Si podemos descubrir cómo lo hacen, entonces es posible que podamos desarrollar un tratamiento que ayude en la curación de heridas de humanos.

Se cree que la capacidad de regeneración de tejido existe en los genes de muchos otros animales, pero que sencillamente se ha desactivado como resultado de la evolución.

Si bien hacer que las extremidades vuelvan a crecer en humanos es una aspiración ambiciosa, si conseguimos la forma de reactivar el proceso regenerativo, al menos podríamos poder mejorar tratamientos para el corazón y enfermedades de hígado o reducir las cicatrices de las cirugías.

Sanar corazones

Millones de personas en todo el mundo sufren de alguna falla cardíaca y, si bien cada vez más personas sobreviven a infartos, con frecuencia tienen que vivir con una calidad de vida reducida debida a la gravedad del daño en el tejido cardíaco.

Revelar los secretos del pez cebra podría ayudar a desarrollar nuevos tratamientos para enfermedades cardíacas.

Para ayudar a enfrentar las enfermedades cardíacas, los científicos se han fijado en una especie muy popular en las peceras tropicales: el pez cebra.

El pez cebra es capaz de reparar en cuestión de semanas hasta el 20% del músculo de su corazón dañado. Con el tiempo, son capaces de volver el corazón herido a su estado casi original.

Los investigadores han podido identificar una molécula en este animal que le indica a ciertas células madres en un embrión si se deben convertir en una célula del músculo del corazón o en una de vaso sanguíneo.

Este descubrimiento nos dice más sobre los orígenes de las células en un corazón adulto, lo que nos acerca un paso a poder crear células nuevas para reparar el daño causado por un infarto.

Algún día incluso podremos ofrecer una alternativa a las operaciones de trasplante que, para muchos pacientes, actualmente son la única esperanza de tener un corazón sano.

Esto sólo es un pequeño vistazo de la gran riqueza de los secretos biológicos a la espera de ser descubiertos en el mundo animal.

En algunos casos la ciencia todavía está en una etapa muy temprana; afuera hay incontables especies con propiedades genéticas únicas que todavía no hemos colocado bajo el microscopio.

Los secretos de algunos de los interrogantes más grandes de la ciencia médica y biológica podrían estar allá afuera, nadando en el mar u ocultos bajo la tierra.