El intrépido tardígrado

La inspiración para el artículo de esta semana no viene de un nuevo descubrimiento ni de un avance en biotecnología, sino de un vídeo impresionante que encontré en la edición de febrero de 2021 de Nature, en su sección “Las imágenes científicas más impactantes del mes”.

El vídeo mostraba a un tardígrado – una criatura microscópica de ocho patas, un invertebrado conocido cariñosamente como “oso de agua” o “cerdito de musgo” por su forma regordeta – haciendo lo que solo puede describirse como un número de circo microscópico.

Los tardígrados son criaturas realmente extraordinarias, que miden entre 0,05 y 2,1 mm y que se pueden encontrar en todas partes: desde las profundidades del océano hasta las cumbres más altas, e incluso en las duras condiciones del Ártico y la Antártida.

Lo que los hace tan especiales es su capacidad para sobrevivir… bueno, prácticamente a todo lo que les eches encima: temperaturas y presiones extremas, radiación, deshidratación, inanición, e incluso el vacío del espacio exterior.

Todo esto es muy interesante, sí, pero ¿qué tiene que ver con la biotecnología y la medicina?

Pues bien, la respuesta es que comprender cómo los tardígrados sobreviven a condiciones tan extremas puede ayudarnos a entender cómo los sistemas biológicos se adaptan y evolucionan. Por eso se han convertido en valiosos modelos biológicos que nos dan pistas sobre cómo afrontar, por ejemplo, el daño por radiación o la vida en el espacio.

Créditos: Penelope Fenton

Tardígrados como modelos biológicos

Los tardígrados han desarrollado propiedades verdaderamente sorprendentes durante sus 600 millones de años de evolución, pero lo que más llamó la atención de los investigadores como modelo biológico es que, aunque son pequeños y fáciles de cultivar, también tienen una estructura compleja, lo que permite extrapolar los resultados a seres humanos y otros vertebrados.

El interés científico por los tardígrados comenzó en los años 60, cuando se plantearon como uno de los posibles organismos modelo para estudiar el desarrollo y la neurobiología desde una perspectiva genética. Finalmente, se optó por otra criatura microscópica, C. elegans, porque los científicos consideraron que los tardígrados tenían demasiadas neuronas.

Aun así, tienen algunos “trucos” bastante impresionantes, y uno de los más fascinantes es su capacidad de entrar en criptobiosis – una casi total interrupción de toda actividad metabólica – cuando no hay agua disponible. Estos tardígrados desecados, conocidos como “tun”, pueden viajar por el mundo llevados por el viento, y volver a la vida en cuestión de minutos al entrar en contacto con el agua de nuevo.

Por eso es habitual encontrarlos en los musgos del Ártico, donde su capacidad de congelarse rápidamente y permanecer en ese estado les permite sobrevivir a los largos inviernos polares. El caso más extremo documentado es la reactivación de un tardígrado congelado en una muestra de musgo recogida en la Antártida en los años 80 y almacenada a −20 °C durante más de 30 años.

Pero estas propiedades extremas de los tardígrados no son solo fenómenos curiosos: tienen aplicaciones en la investigación espacial y médica.

Tardígrados en la investigación espacial

La idea de que los tardígrados podrían ser útiles en la astrobiología (la investigación biológica del espacio) también se remonta a los años 60, pero no fue hasta el siglo XXI cuando empezó a cobrar fuerza de verdad.

A principios de los años 2000, varias misiones espaciales incluyeron proyectos como el “Tardigrade Resistance to Space Effects Project”, que analizaba el impacto del estrés ambiental y el daño en el ADN en el espacio, y “Tardigrades in Space”, que fue un paso más allá al estudiar los mecanismos de reparación del ADN dañado durante los vuelos espaciales.

Las futuras investigaciones probablemente se centren en la criptobiosis como un posible método para viajar grandes distancias por el cosmos, y en cuánto tiempo pueden sobrevivir en entornos simulados de otros planetas, incluidos los efectos de la radiación cósmica, las bajas temperaturas y la microgravedad. ¡Los primeros seres terrestres en colonizar Marte podrían ser tardígrados!

Tardígrados en la investigación biomédica

Aquí en la Tierra, el conocimiento sobre la increíble resistencia de los tardígrados también tiene aplicaciones muy útiles. Su resistencia a la radiación y a otras condiciones extremas ha dado lugar a numerosos estudios en el ámbito biomédico.

Una publicación de 2019 arrojó luz sobre el mecanismo que utilizan los tardígrados para proteger su ADN de altos niveles de radiación. Se demostró que una proteína llamada Dsup, conocida como “proteína supresora de daño”, se une al ADN del tardígrado y lo protege frente al daño causado por los radicales hidroxilo que se generan cuando el cuerpo se expone a la radiación.

Investigaciones más recientes han demostrado que Dsup es solo una de varias proteínas llamadas “intrínsecamente desestructuradas” – una clase relativamente nueva de proteínas de gran interés médico – que se encuentran exclusivamente en los tardígrados y que les ayudan a resistir otras condiciones extremas como la congelación, las altas temperaturas y la desecación.

Muchas de estas proteínas de tardígrados tienen propiedades que podrían abrir el camino a nuevas aplicaciones biomédicas y farmacológicas, incluyendo la conservación de productos farmacéuticos y biomateriales, así como el desarrollo de nuevas clases de medicamentos.

Un avance reciente fue la administración de una de estas proteínas supresoras de daño a los tejidos sanos de ratones con cáncer sometidos a radioterapia. Con este método, se comprobó que la proteína ofrecía protección a los tejidos sanos sin reducir la eficacia del tratamiento.

En definitiva, los tardígrados son unas criaturas impresionantes (y muy adorables) de las que, sin duda, seguiremos oyendo hablar en el ámbito médico en los próximos años.