Seres excepcionales, seres de ciencia

La ciencia avanza y su progreso es imparable siempre gracias al acervo de las vocaciones científicas en muchas disciplinas, todas absolutamente necesarias, poco incentivadas en este país, y muchas veces poco reconocidas por la sociedad; pero no podemos olvidar los seres excepcionales que permiten progresar a la investigación básica y aplicada, son muchos los seres de ciencia los que a lo largo de los años nos han ayudado, algunos han sido sustituidos, otros se han incorporado pero unos pocos permanecen y facilitan el conocimiento de nosotros mismos al utilizarlos como espejos de nuestro organismo, y poder ver en ellos nuestras dolencias, nuestros avances terapéuticos, nuestra propia evolución,  en definitiva, contribuyen a mejorar nuestra calidad de vida.

Podríamos citar a muchos de ellos, ratón (Mus musculus), pez (Danio rerio), mosca (Drosophila melanogaster), planta (Arabidopsis thaliana), levadura (Saccharomyces cerevisae), bacteria (Escherichia coli), sin olvidar a las células HeLa, el linaje celular humano más antiguo y más usado procedente de Henrietta Lacks; pero vamos a detenernos en conocer un poco más a uno de estos seres excepcionales, protagonista en muchos laboratorios como es un gusano, concretamente el Caenorhabditis elegans.

Este gusano con origen en la cercana Argelia se mudó a los laboratorios hace 40 años, si bien su primer aislamiento se remonta a 1900 cuando el zoólogo francés Émile Maupas lo describió, pero fue Sydney Brenner en 1963 quién buscando animales que sirvieran para el desarrollo de modelos animales que permitiesen estudiar la complejidad de la biología en sistemas relativamente simples, dio con este nematodo, y “eureka”, Brenner lo convirtió en un baluarte de la investigación.

Este nematodo no parásito y transparente que nos deja ver en su interior sus 959 células de las cuales 302 son neuronas que se clasifican en 118 tipos, más abordables que los 80.000 millones de neuronas del cerebro humano. Que al final de su desarrollo larvario como larva 4, este gusano redondo no segmentado nos ha enseñado a entender los procesos de diferenciación celular, no solo en su etapa embriológica, también en su desarrollo larvario, al mostrarnos como varía su número de células, y cómo se organiza su diferenciación, y nos ha descubierto el camino de la apoptosis celular, hoy gracias a este gusano, conocemos mejor “el suicidio celular, ese proceso que esculpe nuestros cuerpos en el útero, quitando la telaraña de piel entre los dedos de las manos y los pies, vaciando los tubos, dando forma a nuestros órganos y construyendo nuestro cerebro”.

Es un animal hermafrodita con un rendimiento reproductivo distinto en autofecundación al que se obtiene cuando parte de los individuos revierten a machos (protoginia), con un ciclo de vida muy rápido, apenas pasan entre 3 y 4 días desde que se produce el huevo hasta llegar a la madurez sexual, y ya como adulto suele vivir entre dos y tres semanas, poniendo entre 200 y 300 huevos.

Con un genoma completo desde 2002, hoy sabemos que posee seis pares de cromosomas, portando los hermafroditas un par de cromosomas sexuales (XX), mientras que los machos sólo tienen un cromosoma sexual(X0), con cerca de 97 millones de pares de bases nitrogenadas que se agrupan en 20.000 genes codificantes (30.000 en el caso de nuestra especie), de los cuales el 40% son equivalentes funcionales con la especie humana, y entre el 60 y el 80% de los genes humanos tienen equivalentes en el gusano. Hoy en día sabemos que 2/3 de los genes implicados en enfermedades humanas están en el gusano, lo que potencia su uso como modelo animal, ya que muchos de esos genes se expresan con vías metabólicas muy semejantes a las de nuestra especie.

Gracias a Brenner hoy se utiliza C. elegans como modelo para muchas enfermedades humanas, como son diferentes tipos de trastornos neurológicos, Alzheimer o la enfermedad de Parkinson, enfermedades metabólicas como la obesidad y la diabetes, cardiopatías congénitas y enfermedades renales. C. elegans está facilitando grandes avances en disciplinas como la farmacogenética y la farmacología oncológica, contribuyendo al ensayo de terapias genéticas mediante el uso de vehiculadores tipo fago, o bien mediante bacterias, así como el ensayo de nuevos tratamientos oncológicos basados en nuevos productos y en respuestas menos tóxicas para el paciente.

Pero, sin duda, en el pasado reciente el mayor impacto mediático se la ha llevado una mutación que permitía alargar la vida del gusano en un 65%, cinco años más tarde otra mutación permitía alargar la vida hasta 10 veces más, y ya muchos científicos empezaron a hablar no de vida útil como una cantidad numérica fija, sido de vida útil plástica, basándose en alteraciones de rutas metabólicas que afectan a la mitocondria.

Como el avance de la ciencia es imparable y hoy en día los avances van a velocidades estelares, la revista GENE, en una publicación del pasado 15 de febrero de 2024, un equipo investigador formado por H. Camara et al., utilizando C. elegans han profundizado en el rol que juegan los microARNt para comunicación intercelular y su relación con el envejecimiento, sin duda un asunto que preocupa a una parte de la sociedad, y por el que las farmacéuticas apuestan financiando cada día más investigaciones.

Las aplicaciones en el campo de la Medicina Veterinaria confluyen en muchas áreas con otras de la Medicina Humana o de la Biología Molecular, pero en particular C. elegans se utiliza como modelo para evaluar la virulencia de cepas de Salmonella spp, en el contexto de la preservación de alimentos, también en la industria alimentaria utilizando este modelo animal para evaluar, biopolímeros como la nanocelulosa bacteriana que podría utilizarse para crear envases activos, mejorando la conservación de los alimentos, o para desarrollar sistemas de liberación controlada de ingredientes, potencialmente interesantes para el desarrollo de alimentos funcionales.

Nuestro ser excepcional, Caenorhabditis elegans, sobre su base, nos ha dejado hasta ahora 3 Premios Nobel, Sidney Brenner (2002) por sus aportaciones a la apoptosis y la organogénesis, y Craig Mello y Andrew Fire (2006) por sus contribuciones al silenciamiento génico mediado por ARN bicatenario.

Las herramientas y recursos disponibles son abundantes, desde bases de datos con el genoma completo de C. elegans, bancos de extirpes, patrones de expresión génica, servicios de análisis de imágenes, o de preparación de mutantes knock-out, a buscadores específicos como es el buscador “Textpresso”.