¿Por qué los tardígrados son tan indestructibles? Los científicos creen haber encontrado una respuesta que podría beneficiar al ser humano

(CNN) -- Los tardígrados, también conocidos como osos de agua, suelen sobrevivir en algunos de los entornos más desafiantes de la Tierra. Los animales microscópicos son tan extraordinarios que incluso han sido llevados a la Estación Espacial Internacional para realizar investigaciones.

Cuando las cosas se ponen difíciles, estas criaturas sorprendentemente resistentes son capaces de entrar en una forma de animación suspendida, llamada "estado tun", durante décadas. Ahora, los investigadores dicen que han descubierto el misterioso mecanismo que activa el modo de supervivencia de los animales, y el trabajo podría tener implicaciones para los humanos, según un nuevo estudio.

Bajo estrés en frío extremo u otras condiciones ambientales duras, los cuerpos de los tardígrados producen radicales libres inestables de oxígeno y un electrón desapareado, también conocido como una especie reactiva de oxígeno que puede causar estragos en las proteínas y el ADN del cuerpo si se acumulan en exceso. (Sí, este estrés oxidativo es el mismo evento fisiológico que experimentan los humanos cuando están estresados y por el cual los expertos en salud sugieren comer muchos arándanos y otros alimentos antioxidantes cuando se tiene una semana difícil en el trabajo).

El mecanismo de supervivencia se activa cuando las cisteínas, uno de los aminoácidos que forman proteínas en el cuerpo, entran en contacto con estos radicales libres de oxígeno y se oxidan, según los investigadores. Ese proceso es la señal que le permite al tardígrado saber que es hora de entrar en el modo protector de tun. Los radicales libres se convierten, por así decirlo, en el martillo con el que se rompe el cristal de una alarma de incendio.

Los hallazgos fueron publicados el 17 de enero en la revista PLOS One.

La revelación podría eventualmente ayudar en el desarrollo de materiales que puedan responder a condiciones duras como el espacio profundo o terapias que podrían desarmar las células cancerosas, dijo la autora principal del estudio Amanda L. Smythers, investigadora postdoctoral en el Dana-Farber Cancer Institute and Harvard Medical School en Boston.

“Un momento eureka”

En hábitats implacables tan variados como la Antártida, picos montañosos y respiraderos de aguas profundas, los tardígrados que enfrentan temperaturas extremas o deshidratación retraerán sus ocho brazos y disminuirán la cantidad de agua que almacenan.

Los osos de agua se reducen a una cuarta parte de su tamaño normal. Los invertebrados, normalmente lineales y de aspecto algo grueso, se transforman en bolas protectoras y secas en el estado de tun, que permanecen latentes en entornos que matarían a la mayoría de las otras formas de vida.

Smythers e investigadores de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill y la Universidad Marshall en Huntington, Virginia Occidental, comenzaron a observar este fenómeno gracias a un creciente cuerpo de literatura que sugería que las cisteínas estaban involucradas en el inicio del proceso tun, dijo.

“Cuando mirábamos la lista de todas estas circunstancias locas en las que los tardígrados pueden sobrevivir (el espacio, el vacío, una alta concentración de sal, como cuando un océano comienza a evaporarse), lo único que realmente conectaba todas estas cosas eran las especies reactivas de oxígeno", afirmó Smythers. "En realidad fue un momento eureka".

Durante la última década, los investigadores han comenzado a comprender que las especies reactivas de oxígeno, los radicales libres que alguna vez se consideraron completamente "problemáticos", dijo Smythers, pueden ser "realmente importantes para que nuestros cuerpos funcionen y puedan adaptarse a diferentes tensiones".

Estudios anteriores decían que en lugar de que los radicales libres ayudaran a iniciar el proceso tun como protección contra los factores estresantes, los tardígrados se protegían a sí mismos de los radicales libres. Smythers y sus coautores descubrieron que la producción corporal de radicales libres es, en cambio, parte del proceso de ayudar al tardígrado a protegerse enroscándose en una bola de cáscara dura resistente al calor extremo, al frío u otros factores ambientales.

"Se nos ocurrió la idea de que tal vez sean esas especies las que en realidad están indicando a los tardígrados que entren en su estado tun", dijo.

Primero, un experimento extraoficial

Antes de establecer el proceso más largo utilizado en el estudio, Smythers llamó a un estudiante para que le ayudara a realizar un experimento rápido y probar su hipótesis inicial sobre las especies reactivas de oxígeno y su papel en el inicio de la formación de tun.

Smythers le pidió al estudiante que fuera a una farmacia y comprara peróxido, un radical libre común. Mientras Smythers observaba el experimento por FaceTime, el estudiante dejó caer un poco de peróxido sobre un oso de agua para ver qué pasaba.

“De repente, empezó a apretarse. Sus patas empezaron a meterse en su cuerpo. Empezó a encogerse. Se convirtió en el tun por excelencia que sabemos que esperar”, dijo Smythers.

Cómo el secreto de los tardígrados podría ayudar a los humanos

La investigación no se realizó sólo para descubrir cómo les va a los animales en los ambientes crueles en los que a menudo viven. Smythers dijo que los hallazgos podrían ayudar a los investigadores a desarrollar materiales que puedan responder a condiciones duras, como la ingeniería de equipo de bombero que podría crear una capa protectora cuando las condiciones se vuelven demasiado extremas, o el desarrollo de mejores quimioterapias para destruir tumores malignos interrumpiendo las medidas protectoras que hacen que las células cancerosas sean tan difíciles de matar.

El hallazgo es emocionante para el Dr. William R. Miller, profesor asistente de investigación en la Universidad Baker en Baldwin City, Kansas. Miller, que ha estudiado y escrito sobre tardígrados, no participó en esta investigación.

"Sería magnífico encontrar otras formas en que estos mecanismos puedan usarse para controlar el cáncer", dijo Miller.

Miller comentó que estaba impresionado con la capacidad de Smythers para imaginar formas en que la investigación de los tardígrados podría implementarse para la investigación del cáncer y otras áreas. Dijo que se necesita otro “nivel de mente y pensamiento para encontrar la translocación de una técnica o una combinación de cosas a otra muy distante. Necesitamos más de eso".

Jenna Schnuer es una escritora, editora y productora de audio independiente con sede en Anchorage, Alaska, que se centra (principalmente) en la ciencia, el arte y los viajes.