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miércoles, agosto 4, 2021
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¿Cómo se mantienen libres de cáncer la mayoría de las langostas? El genoma recién secuenciado podría revelar sus secretos

Considere la langosta americana, un crustáceo que habita en el fondo y vive hasta 100 años en estado salvaje. Los científicos se han preguntado durante mucho tiempo por su asombrosa longevidad: las langostas no se debilitan con la edad y rara vez sufren de cáncer. Ahora, los investigadores han publicado el primer borrador de alta calidad del genoma de la langosta, que arroja información sorprendente sobre el sistema inmunológico y la estabilidad genómica del animal que algún día puede ayudar a responder preguntas fundamentales sobre el envejecimiento, no solo en las langostas, sino también en los humanos.

Las langostas son «muy diferentes a nosotros», dice José López, biólogo evolutivo molecular de la Universidad Nova Southeastern que no participó en el estudio. «Pero sí compartimos muchos genes homólogos con estos animales aparentemente muy distantes». López llama al nuevo trabajo «un esfuerzo monumental», especialmente dado que el genoma de la langosta puede ser incluso más largo que el de los humanos.

Al igual que un buen vino o ciertos actores de Hollywood, las langostas estadounidenses ( Homarus americanus ) parecen mejorar con el paso de los años. No pierden fuerza, no experimentan grandes cambios en el metabolismo ni pierden fertilidad con la edad. También pasan toda su vida creciendo cada vez más. Y mientras que se estima que casi el 40% de todas las personas serán diagnosticadas con cáncer en algún momento, una revisión de la literatura de 2008 a lo largo de más de 60 años de investigación encontró solo un caso creíble de crecimiento tumoral en la langosta americana.

Para ver si los genes de la langosta guardan el secreto de su longevidad sin cáncer, los investigadores del Gloucester Marine Genomics Institute (GMGI) lanzaron un proyecto para secuenciar el genoma completo del animal en 2015. Pero para 2017, el equipo había secuenciado menos de la mitad de los genoma utilizando tecnología estándar de «lectura corta», que solo podía procesar fragmentos muy pequeños del genoma de la langosta a la vez. Dos investigadores de GMGI, la bioquímica Andrea Bodnar y la bióloga marina Jennifer Polinski, presionaron para lograr una secuenciación adicional utilizando la nueva tecnología de secuenciación de lectura larga. Pero eso significaba que tenían que rehacer todo su análisis. “Fue casi como empezar de nuevo”, dice Bodnar.

Para 2019, el trabajo de GMGI había producido el genoma de langosta más completo hasta la fecha, capturando aproximadamente el 72% de la secuencia completa , informan los investigadores hoy en Science Advances . Cuando Bodnar, Polinski y sus colegas en Florida, Maryland, Canadá y Rusia analizaron los datos, comparando su secuencia con la de otros siete invertebrados marinos, encontraron docenas de ejemplos en los que grupos de genes relacionados con la función de las células nerviosas, la inmunidad, el genoma integridad y supervivencia celular se enriquecieron o expandieron.

Por ejemplo, los investigadores encontraron genes que codifican una amplia variedad de proteínas que ayudan a regular el movimiento de iones a través de las membranas celulares, conocidos como canales iónicos activados por ligandos, e incluso descubrieron un nuevo tipo de canal. Los canales iónicos desempeñan un papel clave en muchos procesos fisiológicos, desde la activación de las células nerviosas hasta el reconocimiento de sustancias extrañas por parte de las células inmunes. Los canales iónicos recién descubiertos combinan funciones que normalmente se encuentran en los sistemas inmunológico y nervioso, lo que sugiere que las interacciones neuroinmunes únicas pueden contribuir a la resistencia de la langosta americana a las enfermedades, dice Bodnar.

Los investigadores se sorprendieron al descubrir que, en comparación con los mamíferos y las moscas de la fruta, la langosta tiene pocos genes que activan la muerte celular programada. En la mayoría de los animales, ese proceso inhibe los tumores y elimina las células enfermas. Debido a que las langostas casi nunca desarrollan tumores, dice Polinski, el equipo esperaba encontrar muchos más genes relacionados con la activación de la muerte celular programada. En cambio, los investigadores encontraron muchos más genes que se sabe que lo inhiben, lo que sugiere que las langostas pueden depender de otras estrategias para frenar el crecimiento tumoral.

Bodnar dice que más investigación podría ayudar a explicar cómo las langostas permanecen virtualmente libres de cáncer y cómo esas lecciones podrían algún día traducirse en las personas. “Los seres humanos ya tienen una esperanza de vida maravillosamente larga”, dice ella. «El problema con la biología humana es que pasamos gran parte de nuestra vida en declive, y especialmente hacia [nuestros] años mayores, obtenemos … una mayor incidencia de enfermedades y morbilidad». Ella espera que los conocimientos del genoma de la langosta eventualmente conduzcan a nuevos medicamentos o una nueva comprensión del papel que juega el metabolismo en la longevidad.

Mientras tanto, Polinski ve una aplicación más inmediata para el genoma de la langosta. “Las langostas son muy sensibles a la temperatura del agua”, dice. A medida que las aguas del Océano Atlántico Norte se han calentado, las langostas a lo largo de la costa este de Estados Unidos y Canadá se están moviendo hacia el norte, diezmando las pesquerías de langosta en el sur de Nueva Inglaterra. Saber más sobre cómo las langostas podrían reaccionar a tales presiones, dice Polinski, podría ayudar a los científicos a comprender mejor cómo migrarán en los años venideros y cómo la estructura de su población puede cambiar a medida que se mueve, y podría proporcionar a los administradores pesqueros una herramienta importante para predecir su propio futuro.