La medusa inmortal, modelo para el estudio de la regeneración y el envejecimiento

La Turritopsis dohrnii, conocida como la “medusa inmortal”, ha despertado un interés significativo en la biología del envejecimiento y la regeneración, gracias a su capacidad para revertir su ciclo de vida. A diferencia de otros organismos, esta especie puede regresar a su fase de pólipo en respuesta a situaciones de estrés, lo que le permite iniciar su ciclo de vida indefinidamente.

Esta capacidad de “rejuvenecimiento” plantea preguntas fascinantes sobre los mecanismos biológicos que evitan el daño celular y mantienen la integridad genética, aspectos que pueden ofrecer claves para entender mejor el envejecimiento en otros organismos.

Jerónimo Roberto Miranda Rodríguez, investigador del Instituto de Neurobiología en el campus Juriquilla, destacó la importancia de los recientes estudios del genoma de esta medusa, llevados a cabo por un equipo de la Universidad de Oviedo. Aunque la Turritopsis dohrnii es conocida desde los años 90 del siglo XX, su pequeño tamaño (máximo 4.5 milímetros) dificultaba su análisis genómico.

“Actualmente, las técnicas de secuenciación han avanzado considerablemente. la tecnología ha hecho que sea más accesible y asequible, permitiendo investigar el genoma de esta medusa y explorar los genes que podrían encontrarse detrás de su ‘inmortalidad’”.

En comparación con el genoma humano, que tiene unos tres mil millones de pares de bases, el de la medusa es considerablemente más pequeño, con aproximadamente 300 millones de pares de bases. Este tamaño más reducido, indicó Miranda Rodríguez, facilita la exploración de su estructura genética y los mecanismos que permiten su rejuvenecimiento.

En un artículo publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, el equipo de la Universidad de Oviedo presenta un estudio detallado sobre los cambios en la expresión génica durante el proceso de rejuvenecimiento de la “medusa inmortal”. Este análisis ha identificado señales de silenciamiento génico mediadas por la ruta Polycomb (sistema de regulación epigenética que se encarga de la homeostasis y especificación celulares), así como un incremento en la expresión de genes asociados a la pluripotencia celular.

Ambos procesos son cruciales para que las células especializadas puedan “desdiferenciarse” y adquirir la capacidad de transformarse en cualquier tipo celular, facilitando la regeneración de un nuevo organismo. Estos hallazgos sugieren que estas dos rutas bioquímicas son mediadoras clave en el rejuvenecimiento cíclico de la medusa, según se establece en entrevista a los autores realizada por la agencia española SINC (https://www.uniovi.es/actualidad/noticias/-/asset_publisher/Ru0cAJNPrm1m/content/id/1421525).

Claves de longevidad

Miranda Rodríguez, quien trabajó en el Centro Helmholtz de Múnich durante su posdoctorado, enfatizó que este tipo de investigación se fundamenta en la idea de que todos los organismos compartimos un ancestro común y, a través de la evolución, el ADN ha permitido a las especies adaptarse a condiciones extremas y desarrollar estrategias de supervivencia únicas. “El estudio de la genómica nos permite explorar cómo la naturaleza ha resuelto estos desafíos y cómo podríamos aplicar esos principios en medicina y en el desarrollo de nuevos fármacos”.

Si bien se suele hacer referencia a esta especie como “inmortal”, Miranda aclaró que el término puede crear confusión. “Claro que es posible que la medusa muera si sufre daño en sus funciones vitales. Lo que la hace especial es su capacidad de realizar lo que llamamos ‘desarrollo reverso’. Esto significa que, una vez que llega a la adultez, puede volver a una etapa más juvenil, casi embrionaria, y este proceso puede repetirse indefinidamente. La capacidad única contrasta con la de otras medusas, que sólo revierten su desarrollo antes de alcanzar la etapa reproductiva”.

En el caso de Turritopsis dohrnii, el rejuvenecimiento puede ocurrir después de la reproducción, evitando el ciclo de envejecimiento habitual. “Esto es realmente fascinante. Imaginemos si nosotros tuviéramos una capacidad similar para revertir el envejecimiento tras una lesión grave, por ejemplo, lo que permitiría una recuperación total”, comentó el doctor en Ciencias Bioquímicas.

Aplicaciones en medicina

El estudio del genoma de la “medusa inmortal” ayudaría a los científicos a identificar formas en las que nuestras células podrían resistir el envejecimiento y la acumulación de mutaciones.

Según Miranda Rodríguez, la investigación actual en células troncales inducidas, que permite a las células diferenciadas volver a un estado juvenil, podría beneficiarse de los conocimientos obtenidos de este estudio. Sin embargo, advirtió que el problema de la acumulación de mutaciones sigue siendo un reto importante, especialmente en células madre, pues las mutaciones pueden llevar a tumores y otros riesgos.

“Entender cómo esta medusa protege su ADN en ciclos de rejuvenecimiento podría aportar herramientas para desarrollar células troncales con menor riesgo de mutación”.

También mencionó que el término “inmortal” no es exclusivo de esta especie. Desde una perspectiva evolutiva, nuestras células germinales han sido “inmortales” al transmitirse de generación en generación. Otros organismos como la planaria pueden regenerarse a partir de fragmentos de su cuerpo, replicando el genoma original y, en cierto sentido, “inmortalizándolos”.

Reparación del ADN

La protección y reparación del ADN es crucial en especies con múltiples divisiones celulares, como Turritopsis dohrnii. Las proteínas encargadas de estos procesos son esenciales para evitar el envejecimiento prematuro. “En el caso de los telómeros, éstos desempeñan un papel en la regeneración de muchos organismos, aunque en esta medusa, hasta donde es de su conocimiento, aún no se ha determinado si hay características especiales relacionadas con la longitud o el mantenimiento de los telómeros”, explicó.

Miranda Rodríguez subrayó que, aunque no es posible ni ético replicar estas habilidades de forma directa en humanos, el estudio de organismos como Turritopsis dohrnii nos acerca un paso más a mejorar la calidad de vida en la vejez y a desarrollar tecnologías que promuevan la salud celular. Apuntó que la investigación del genoma de esta especie ofrece una referencia valiosa para continuar explorando cómo algunos organismos logran proteger su ADN y resistir el desgaste asociado al envejecimiento.

Avances en Deroceras laeve

Como ejemplo de los avances en secuenciación, Miranda señaló que en el Instituto de Neurobiología de la UNAM, campus Juriquilla, también se están realizando estudios similares con la babosa Deroceras laeve, especie que podría ofrecer más información sobre la regeneración y la adaptación evolutiva. “Esta capacidad de secuenciar genomas cada vez más complejos y diversos es una ventaja para entender la biología de distintos organismos”.

Para finalizar consideró: “todos los organismos estamos conectados por un origen común, ya que compartimos ADN debido a que la vida surgió de una célula inicial hace miles de millones de años, de la cual provienen plantas, hongos, bacterias y humanos. Esta relación genética implica que, aunque cada especie tenga ADN y proteínas diferentes, todos desarrollamos soluciones específicas para adaptarnos a nuestros entornos, ya sea en altitudes elevadas, temperaturas extremas o incluso en calderas volcánicas. La genómica, por tanto, es un viaje exploratorio que recorre la historia de la vida y nos permite aprender cómo la naturaleza ha resuelto distintos desafíos, conocimientos que aplicamos en investigación, medicina y el desarrollo de nuevos tratamientos”.

Revertir su proceso biológico

“Generalmente, cuando hablamos de inmortalidad, pensamos en un organismo que crece, llega a la edad adulta y se mantiene en ese estado indefinidamente”, sostuvo Sergio Rodríguez Morales, investigador de la Unidad de Química en Sisal de la Facultad de Química (FQ) de la UNAM. La

Turritopsis dohrnii, dijo, tiene la capacidad, dependiendo de las condiciones medioambientales, de revertir su proceso biológico: la medusa juvenil o adulta se desplaza al fondo marino, donde entra en una fase de reversión. A través de la metamorfosis se transforma en una larva conocida como quiste antes de volver a convertirse en pólipo, reiniciando así el ciclo biológico, explicó el universitario.

En comparación, en los humanos, la fecundación entre un espermatozoide y un óvulo forma una célula llamada cigoto (que es pluripotencial), que se divide y genera diferentes tipos de células. Éstas se diferencian creando tejidos y órganos hasta que nace el bebé. Durante el crecimiento, los tejidos se desarrollan mediante división celular hasta una cierta edad, para luego entrar en un estado de envejecimiento (senescencia) hasta la muerte del individuo.

“Entonces, Turritopsis dohrnii es inmortal porque todas sus células diferenciadas se transforman nuevamente en una sola célula pluripotencial para iniciar un nuevo ciclo de vida”, enfatizó el académico. Cuando llegan a una etapa adulta, en lugar de morir, se reprograman para regresar a su fase de pólipo.

En la ciencia

Desde tiempos ancestrales, los científicos han intentado encontrar la fórmula para la vida eterna; sin embargo, hasta la fecha sólo se ha logrado incrementar la expectativa de vida, disminuyendo los efectos del envejecimiento y las enfermedades asociadas, como las neurodegenerativas, por ejemplo, el alzhéimer. Gracias a la medicina genómica y la bioinformática, se han logrado grandes avances.

Aunque investigar esta medusa no ayudará directamente a detener el envejecimiento humano, sí ofrece un modelo útil para comprender cómo este organismo evita el daño celular y repara su ADN. Por eso, Turritopsis dohrnii no es longeva, sino inmortal. La longevidad se refiere a cuando un organismo envejece y vive muchos años (120, 130 o 140), pero no se mantiene en las mismas condiciones que en su juventud.

En los seres longevos las células se degeneran y hay envejecimiento, lo que resulta en pérdida de movilidad y calidad de vida. En cambio, la inmortalidad implica mantener un buen estado de salud y juventud indefinidamente, concluyó el académico universitario.

La capacidad de Turritopsis dohrnii de revertir su ciclo de vida sigue fascinando a la ciencia. Si bien aún estamos lejos de descifrar los secretos de la inmortalidad, esta pequeña medusa ofrece pistas valiosas que podrían redefinir nuestro entendimiento del envejecimiento y la regeneración celular.