Ninguna bestia en la Tierra es más dura que el diminuto tardígrado. Puede sobrevivir siendo congelado a -272° Celsius, siendo expuesto al vacío del espacio exterior e incluso siendo atacado con 500 veces la dosis de rayos X que mataría a un humano.
En otras palabras, la criatura puede soportar condiciones que ni siquiera existen en la Tierra. Esta resiliencia de otro mundo, combinada con su atractivo aspecto, ha convertido a los tardígrados en los favoritos de los amantes de los animales. Pero más allá de eso, los investigadores están mirando a los animales microscópicos, del tamaño de un ácaro del polvo, para aprender cómo preparar a los humanos y los cultivos para manejar los rigores de los viajes espaciales.
La indestructibilidad del tardígrado se deriva de sus adaptaciones a su entorno, lo que puede parecer sorprendente, ya que vive en lugares aparentemente cómodos, como los cúmulos de musgo frescos y húmedos que salpican la pared de un jardín. En homenaje a tales hábitats, junto con una apariencia regordeta, algunas personas llaman a los tardígrados osos de agua o, adorablemente, lechones de musgo.
Pero resulta que el hogar húmedo y cubierto de musgo de un tardígrado puede secarse muchas veces al año. El secado es bastante catastrófico para la mayoría de los seres vivos. Daña las células de la misma manera que lo hacen la congelación, el vacío y la radiación.
Por un lado, el secado conduce a altos niveles de peróxidos y otras especies reactivas de oxígeno. Estas moléculas tóxicas cincelan el ADN de una célula en fragmentos cortos, tal como lo hace la radiación. El secado también hace que las membranas celulares se arruguen y agrieten. Y puede hacer que se desplieguen proteínas delicadas, haciéndolas tan inútiles como aviones de papel arrugados. Los tardígrados han desarrollado estrategias especiales para lidiar con este tipo de daño.
Cuando un tardígrado se seca, sus células expulsan varias proteínas extrañas que no se parecen a nada que se encuentre en otros animales. En el agua, las proteínas son blandas y sin forma. Pero a medida que desaparece el agua, las proteínas se autoensamblan en fibras largas y entrecruzadas que llenan el interior de la célula. Al igual que los cacahuetes de espuma de poliestireno, las fibras sostienen las membranas y las proteínas de las células , evitando que se rompan o se desplieguen.
Al menos dos especies de tardígrados también producen otra proteína que no se encuentra en ningún otro animal en la Tierra. Esta proteína, denominada Dsup , abreviatura de “supresor de daños”, se une al ADN y puede protegerlo físicamente de formas reactivas de oxígeno.
Emular a los tardígrados podría algún día ayudar a los humanos a colonizar el espacio exterior. Los cultivos alimentarios, la levadura y los insectos podrían diseñarse para producir proteínas tardígradas, lo que permitiría que estos organismos crezcan de manera más eficiente en naves espaciales donde los niveles de radiación son elevados en comparación con la Tierra.
Los científicos ya han insertado el gen de la proteína Dsup en células humanas en el laboratorio. Muchas de esas células modificadas sobrevivieron a niveles de rayos X o químicos de peróxido que matan a las células ordinarias ( SN: 11/9/19, p. 13 ). Y cuando se insertó en plantas de tabaco , un modelo experimental para cultivos alimentarios, el gen de Dsup parecía proteger a las plantas de la exposición a una sustancia química que daña el ADN llamada metanosulfonato de etilo. Las plantas con el gen extra crecieron más rápido que las que no lo tenían. Las plantas con Dsup también sufrieron menos daños en el ADN cuando se expusieron a la radiación ultravioleta.
Las proteínas de “maní de embalaje” de los tardígrados muestran signos tempranos de ser protectoras para los humanos. Cuando se modificaron para producir esas proteínas , las células humanas se volvieron resistentes a la camptotecina, un agente de quimioterapia que mata células, informaron los investigadores en la revista ACS Synthetic Biology del 18 de marzo . Las proteínas tardígradas hicieron esto al inhibir la apoptosis, un programa de autodestrucción celular que a menudo se desencadena por la exposición a sustancias químicas nocivas o radiación.
Entonces, si los humanos alguna vez logran alcanzar las estrellas, pueden lograr esta hazaña, en parte, subiéndose a los hombros de los pequeños especialistas de resistencia de ocho patas en su patio trasero.
Fuente:
M.T. Veling et al. Natural and designed proteins inspired by extremotolerant organisms can form condensates and attenuate apoptosis in human cells. ACS Synthetic Biology. Vol. 11, February 18, 2022, p. 1292. doi: 10.1101/2021.10.01.462432.
M. Yagi-Utsumi et al. Desiccation-induced fibrous condensation of CAHS protein from an anhydrobiotic tardigrade. Scientific Reports. Published online November 4, 2021. doi: 10.1038/s41598-021-00724-6.
J. Kirke, X.-L. Jin and H.-X. Zhang. Expression of a tardigrade Dsup gene enhances genome protection in plants. Molecular Biotechnology. Vol. 62, September 21, 2020, p. 563. doi: 10.1007/s12033-020-00273-9.
T. Hashimoto et al. Extremotolerant tardigrade genome and improved radiotolerance of human cultured cells by tardigrade-unique protein. Nature Communications. Vol. 7, Sept 20, 2016. doi: 10.1038/ncomms12808.
A. Yamaguchi et al. Two Novel Heat-Soluble Protein Families Abundantly Expressed in an Anhydrobiotic Tardigrade. PLOS One. Vol. 7, August 28, 2012. doi: 10.1371/journal.pone.0044209.