Manipulan genéticamente un gusano para que le crezca la cabeza después de ser decapitado
Investigadores del Instituto Max Planck consiguen que una planaria regenere su cabeza completa, incluido el cerebro, una capacidad que antes no tenía
Animales como las lagartijas, salamandras, el pez cebra o los ajolotes son capaces de regenerar partes de su cuerpo después de ser amputadas, y completamente funcionales. Ciertas especies de planarias o gusanos planos son unos maestros en el asunto, e incluso recuperan su cabeza, cerebro incluido, tras una decapitación. Por qué algunos seres tienen esta increíble capacidad y otros no es todo un misterio.
Investigadores del Instituto Max Planck de Biología Molecular, Celular y Genética de Dresde (Alemania) se propusieron descubrir si ese poder de regeneración puede activarse de alguna manera. En el proceso, encontraron un interruptor molecular crucial que decide si el gusano plano Dendrocoelum lacteum puede regenerar su cabeza o no, y modificaron la circuitería genética de la criatura de tal forma que restauraron plenamente su potencial de regeneración. Volvió a salirle una cabeza completa después de ser decapitado, algo de lo que antes no era capaz.
Jochen Rink, líder del grupo de investigación, estudiaba el gusano Schmidtea mediterranea, conocido por sus excelentes capacidades regenerativas y por lo tanto un modelo muy popular en los laboratorios. «Podemos reducir el gusano a 200 trozos y 200 nuevos gusanos saldrán a partir de cada pieza», explica. Pero el equipo de Rink puso un gusano diferente, el Dendrocoelum lacteum, bajo el microscopio. A pesar de que es un primo cercano del primero, se había demostrado que el nuevo era incapaz de regenerar su cabeza. Algo les hacía diferentes.
Cortado desde la cola
El investigador buscó una respuesta entre los genes de las dos especies, concentrándose en la llamada vía de señalización de Wnt. Al igual que una conexión por cable entre dos ordenadores, las vías de señalización transmiten información entre las células. Los científicos inhibieron el transductor de la señal de la vía Wnt y eso hizo que las células del gusano creyeran que la vía de señalización se había cambiado a «off». Consecuentemente, el Dendrocoelum lacteum era capaz de regenerar una cabeza completamente funcional tras una decapitación, incluso cuando era cortado desde la cola.
La regeneración de una cabeza completa con el cerebro, los ojos y todo el «cableado» parece un asunto evidentemente complicado. «Pensamos que tendríamos que manejar cientos de diferentes conmutadores para reparar un defecto de la regeneración, y ahora hemos aprendido de que a veces solo es cuestión de unos pocos nodos», dice Rink. Este conocimiento quizás pueda ser aplicado en el futuro a organismos más complejos y, quién sabe, quizás algún día a los seres humanos. «Hemos demostrado que comparando especies relacionadas, podemos obtener información sobre por qué algunos animales se regeneran mientras que otros no lo hacen, lo que es un primer paso importante».
Pero aún hay mas......
Gusanos decapitados regeneran su cerebro con los recuerdos dentro
Esa memoria persiste durante al menos catorce días, cuando la cabeza se recupera por completo. Este pequeño animal ofrece una oportunidad única para conocer cómo funciona el aprendizaje
Un pequeño tipo de gusano plano o planaria es bien conocido en los laboratorios por su increíble capacidad para regenerar su cuerpo después de sufrir cualquier tipo de mutilación. Recupera músculos, neuronas, la epidermis, los ojos, e incluso puede crear una nueva cabeza.Pero aún hay más. Un equipo de la Universidad de Tufts en Massachusetts (EE.UU.) ha comprobado que al animalito no solo le vuelve a surgir el cerebro tras una decapitación, sino también sus recuerdos a largo plazo. Para los investigadores, este gusano ofrece una oportunidad única para conocer cómo funciona la memoria y el aprendizaje.
Según explican en Journal of Experimental Biology, el equipo puso a prueba la memoria de los diminutos gusanos -miden entre dos y veinte milímetros- calculando cuánto tiempo les llevaba alcanzar la comida en un entorno controlado. Estos animales suelen evitar los espacios abiertos y las luces brillantes, pero habían sido entrenados en placas de Petri para ignorar esta circunstancia si querían encontrar comida. Incluso después de una decapitación, los planarias que habían recibido entrenamiento fueron capaces de superar sus aversiones naturales y comenzaron a comer mucho más rápido que aquellos otros que no habían sido aleccionados.
Esta memoria persiste durante al menos 14 días, el tiempo suficiente para que el cerebro pueda ser regenerado. Pero los recuerdos no llegaron instantáneamente. Cada gusano necesitó un pequeño empujón para recordar lo que sabía; una sola lección fue suficiente. Los científicos no tienen claro cómo este proceso de memoria ocurre exactamente. El cerebro de los gusanos controla su comportamiento, pero creen que algunos de sus recuerdos pueden quedar almacenados en alguna otra parte de su cuerpo. Por otro lado, es posible que cerebro original modificara el sistema nervioso del gusano, y a su vez que el sistema nervioso pueda haber alterado cómo el segundo cerebro se forma durante la regeneración.
A pesar de su aparente insignificancia, los gusanos planos tienen una anatomía compleja con alrededor de un millón de células. Viven en estanques de agua dulce y ríos de todo el mundo. Su genoma ha sido secuenciado, y su biología básica es bien conocida, por lo que es muy popular entre los investigadores.
El equipo cree que sus estudios pueden tener implicaciones importantes en el campo de la biomedicina, en los tratamientos con células madre derivados de los trastornos degenerativos del cerebro en los adultos humanos.
