Biología evolutiva

Descubiertas las claves genéticas de la inmortalidad biológica

Una sinergia de procesos celulares asegura el rejuvenecimiento permanente de la medusa inmortal

Ejemplar de medusa inmortal.

Ejemplar de medusa inmortal. / Universidad de Oviedo.

Eduardo Martínez de la Fe

La inmortalidad biológica no tiene una clave única, sino que es el resultado de una sinergia de procesos que aseguran el éxito del rejuvenecimiento permanente, según revela el genoma de la medusa inmortal. Descifrado por investigadores españoles, ayudará a resolver las enfermedades asociadas al envejecimiento humano.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Oviedo, dirigido por el Dr. Carlos López-Otín, ha logrado descifrar el genoma de la conocida como medusa inmortal (Turritopsis dohrnii), y ha definido diversas claves genómicas que contribuyen a extender su longevidad hasta el punto de evitar su muerte.  Los resultados de este estudio se publican en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Esta diminuta medusa, que mide solo unos pocos milímetros de longitud, tiene la insólita capacidad de revertir la dirección de su ciclo vital hacia un estadio anterior asexual llamado pólipo.

La inmensa mayoría de los seres vivos, tras la etapa reproductiva, avanzan en un proceso característico de envejecimiento celular y tisular que culmina con la muerte del organismo. Sin embargo, esta medusa tiene la facultad de escoger otro camino: revertir su ciclo vital y rejuvenecer.

Biológicamente inmortales

Turritopsis dohrnii es una especie de medusa transparente y frecuente en el mar Mediterráneo y en las aguas de Japón. Es uno de los pocos casos conocidos de animales capaces de revertir su edad adulta a una edad sexualmente inmadura de forma individual.

Cuando los espermatozoides y óvulos de una medusa corriente se unen, forman una minúscula larva, que no solo crece hasta formar un individuo adulto, sino que se adhiere a una superficie dura del fondo marino y se convierte en una estructura blanda llamada pólipo.

En algunas especies esos pólipos producen pequeñas medusas macho o hembra que se convierten en adultos y producen espermatozoides y óvulos. Entonces, el ciclo comienza de nuevo y sus progenitores mueren.

Marcha atrás en el tiempo

Sin embargo, la medusa inmortal no sigue ese proceso natural: después de reproducirse, no siempre muere. Si enferma o envejece, puede revertirse a la etapa de pólipo, formando una nueva colonia de pólipos. Es como una mariposa que vuelve a convertirse en oruga, o como una rana que vuelve a convertirse en renacuajo.

Por supuesto, Turritopsis dohrnii no es realmente 'inmortal'. Puede ser devorada por depredadores o asesinada por otros medios. Sin embargo, su capacidad para alternar entre etapas de la vida en respuesta al estrés significa que, en teoría, podrían vivir para siempre.

Esta reversión la logra esta medusa a través de un proceso de desarrollo celular de transdiferenciación: ocurre cuando una célula que no es una célula madre se transforma en otro tipo diferente de célula, o cuando una célula madre ya diferenciada crea células fuera de su ruta de diferenciación ya establecida.

Este proceso, que forma parte del ciclo de la vida de la medusa inmortal, puede realizarse indefinidamente, a pesar de que, en la naturaleza, muchas de estas medusas probablemente sucumban ante depredadores o enfermedades en su etapa de medusa, sin llegar a revertirse siempre a la forma de pólipo.

Ciclo de vida de Turritopsis dohrnii con la vía alternativa de rejuvenecimiento.

Ciclo de vida de Turritopsis dohrnii con la vía alternativa de rejuvenecimiento. / PNAS

Inmortalidad biológica

Así es como debe entenderse la llamada inmortalidad biológica, que se logra cuando una especie es capaz de desafiar las leyes del envejecimiento, aunque es preciso reconocer al mismo tiempo que en la naturaleza no existe la vida sin la muerte, destacan los autores de esta investigación.

La secuenciación del genoma de Turritopsis dohrnii, junto con el de su hermana mortal Turritopsis rubra, y el uso de herramientas bioinformáticas y de genómica comparativa, han permitido a los investigadores asturianos identificar genes amplificados o con variantes diferenciales características de esta inmortal medusa.

Señales genéticas

Estos genes están asociados con la replicación y la reparación del ADN, el mantenimiento de los telómeros, la renovación de la población de células madre, la comunicación intercelular y la reducción del ambiente celular oxidativo. Todos estos factores afectan a procesos que en humanos se han asociado con la longevidad y el envejecimiento saludable, explican los investigadores.

Además, el estudio exhaustivo de los cambios en la expresión génica durante el proceso de rejuvenecimiento en esta medusa inmortal, ha permitido descubrir, por un lado, señales de silenciamiento de genes y, por otro lado, el aumento de la expresión de otros genes que permiten a las células adoptar diversas formas en un mismo cuerpo.

Ambos procesos son necesarios para que células especializadas de la ameba inmortal puedan ser capaces de convertirse en cualquier tipo de célula, formando así un nuevo organismo. Estos resultados sugieren que estas dos rutas bioquímicas son mediadoras fundamentales del rejuvenecimiento cíclico de esta medusa, precisan los investigadores.

La inmortalidad es un proceso

Maria Pascual-Torner, investigadora postdoctoral del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Oviedo y primera autora del artículo junto con Dido Carrero,

señala

que "más que existir una clave única de rejuvenecimiento e inmortalidad, los diversos mecanismos encontrados en nuestro trabajo actuarían de forma sinérgica como un todo, orquestando así el proceso para asegurar el éxito de rejuvenecimiento de la medusa inmortal".

Por su parte, Carlos López-Otín, catedrático de Bioquímica y Biología Molecular de la universidad asturiana, indica que "este trabajo no persigue la búsqueda de estrategias para lograr los sueños de inmortalidad humana que algunos anuncian, sino entender las claves y los límites de la fascinante plasticidad celular que permite que algunos organismos sean capaces de viajar atrás en el tiempo. De este conocimiento esperamos encontrar mejores respuestas frente a las numerosas enfermedades asociadas al envejecimiento que hoy nos abruman".

Referencia

Comparative genomics of mortal and immortal cnidarians unveils novel keys behind rejuvenation

. Maria Pascual-Torner et al. PNAS, August 29, 2022, 119 (36) e2118763119. DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.2118763119