La genética que permite a un gusano regenerar partes perdidas de su cuerpo

Se han presentado los resultados de un estudio sobre los procesos genéticos de los que se vale un gusano de agua dulce para regenerar partes perdidas de su cuerpo; los mismos que utiliza para reproducirse sin necesidad de óvulos y espermatozoides. Los resultados ponen en relieve el papel destacado de las células madre en este proceso abriendo nuevas vías de estudio en torno a ellas.

El estudio lo han liderado investigadoras de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN), en España ambas entidades.

Las autoras del estudio han caracterizado los patrones genéticos que regulan los procesos de regeneración y reproducción asexual en Pristina leidyi, un anélido (gusano segmentado) que habita ríos y lagos de agua dulce de todo el mundo. Este anélido se usa como animal modelo en investigación y podría ayudar a conocer cómo funcionan la regeneración y la reproducción asexual en otros grupos de animales.

La regeneración es la capacidad que tienen algunos animales para reemplazar partes del cuerpo perdidas generalmente debido a daños o accidentes, como las lagartijas, que recuperan su cola tras despistar a un depredador. Se trata de un proceso que se asemeja a la reproducción asexual, es decir, la producción de nuevos individuos idénticos al progenitor —clones— sin necesidad de fertilizar gametos (óvulos y espermatozoides). Este tipo de reproducción se da en numerosos animales, como las esponjas, las medusas o las estrellas de mar, que son capaces de generar individuos enteros a partir de un solo brazo. A diferencia de la regeneración, la reproducción asexual no se inicia como consecuencia de un daño o herida, sino que se activa cuando se dan determinadas condiciones ambientales.

Para estudiar las bases genéticas de estos procesos, el equipo de investigación utilizó análisis transcriptómicos, que analizan los genes que se están expresando en un momento determinado para identificar los genes involucrados en cada proceso. “En este caso, comparamos los genes que se expresan en animales que se estaban regenerando, en individuos que estaban reproduciéndose asexualmente y en gusanos que no estaban regenerándose ni mostraban signos de reproducción”, explica Irene del Olmo, investigadora de la UAM.

“Los resultados apuntan a que la maquinaria que regula la regeneración es común en distintos grupos animales ya que muchos de los genes identificados en este estudio están también presentes en otros organismos. Por ejemplo, la regeneración de aletas y patas de peces y anfibios, e incluso la regeneración del hígado y otros órganos de algunos mamíferos, ocurre de forma similar a nivel genético”, destaca Aida Verdes, investigadora del MNCN.

El estudio también describe numerosos genes de pluripotencia, que son característicos de las células madre. Estas células son totipotentes, es decir, que son capaces de convertirse en cualquier tipo celular del organismo, desde un glóbulo rojo a una neurona. La investigación apunta que las células madre podrían jugar un papel fundamental en el control de la regeneración y en la reproducción asexual de los anélidos, tal y como sucede en otros animales como las medusas o las salamandras.

“Cabe mencionar que muchos otros genes tienen también un papel importante en ambos procesos. Se sabe que los cambios morfológicos durante la regeneración y la reproducción asexual son muy similares, y esto, añadido al hecho de que solo los animales capaces de regenerarse pueden reproducirse asexualmente, sugiere que los dos procesos están estrechamente relacionados a nivel evolutivo”, puntualiza Patricia Álvarez-Campos, investigadora de la UAM. “De hecho, hay estudios que apuntan a la posibilidad de que la reproducción asexual haya evolucionado a partir de la regeneración”, añade Álvarez-Campos.

Los anélidos son uno de los grupos animales más abundantes, con un gran número de especies tanto acuáticas como terrestres distribuidas a nivel mundial, entre los que se incluyen las lombrices de tierra y las sanguijuelas. Entre todas estas especies, la Pristina leidyi resulta muy interesante como modelo de estudio, ya que es muy fácil de cultivar en el laboratorio, se reproduce asexualmente de forma constante y es capaz de regenerar el cuerpo entero a partir de unos pocos segmentos. Estas características convierten a este gusano en un animal idóneo para el estudio de dos de los procesos más interesantes desde el punto de vista evolutivo: la regeneración y la reproducción.

“Esta investigación no solo ha permitido profundizar en el estudio de lo que ocurre a nivel genético durante estos procesos, sino que además abre la posibilidad de crear nuevas líneas de investigación con células madre”, concluye Del Olmo.

El estudio se titula “Distinct patterns of gene expression during regeneration and asexual reproduction in the annelid Pristina leidyi”. Y se ha publicado en la revista académica Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution.

Fuente: noticiasdelaciencia.com