CEREBRO

"Que más jóvenes sigan dando vuelta piedritas. Debajo de alguna aparece un cascarudo. Así es cómo se hace ciencia”. Esas fueron las palabras de Daniel Prieto, investigador del Departamento de Biología del Neurodesarrollo del Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable (IIBCE), sobre una historia que arrancó con la mosca de la fruta (Drosophila malanogaster) y que terminó con la primera demostración experimental “de algo que dábamos por sentado por más de 300 años”.

El italiano Marcello Mapighi –considerado el fundador de la histología– propuso allá lejos en el tiempo que las traqueolas constituían el sistema respiratorio de los insectos. “Le tapaba con manteca los orificios y veía que se morían”, relató Prieto. A partir de ese entonces, los biólogos asumieron que el intercambio gaseoso ocurría a través de las traqueolas aunque nunca nadie había demostrado fehacientemente que eso era así.

Hasta que tres uruguayos y un suizo –Daniel Prieto, Martín Baccino-Calace, Rafael Cantera y Boris Egger– observaron que la distancia entre una célula y la tráquea (tubo del sistema respiratorio de los insectos) más cercana es un predictor del estado hipóxico (falta de oxígeno) de esa célula.

Para ello utilizaron un biosensor compuesto por dos proteínas fluorescentes modificadas genéticamente para monitorear el estado hipóxico de las células neurales en el cerebrolarvario de la mosca de la fruta: “En presencia del oxígeno se degrada y así es capaz de medir”, apuntó a El País.

Hasta esta investigación del IIBCE en colaboración con la Universidad de Friburgo no existía evidencia experimental directa de que el oxígeno se difundiera desde la cavidad de las traqueolas a las células de los tejidos circundantes.

La herramienta y el hallazgo le valieron al equipo la publicación del estudio en la revista Biology Open. Además, fue el más leído en agosto y ya fue citado. “Ha sido un artículo bastante remado pero fue exitoso”, se alegró Prieto.

¿Pero cuál es la aplicación de esto? La demostración de que existen algunos factores ambientales, como la disponibilidad de oxígeno, que funcionan como señales externas que regulan el mantenimiento y la diferenciación de las células madre en el cerebro. Es decir, de aquellas que darán origen, nada menos, que a las neuronas. Con todo, esta investigación es un puntapié para “pensar en un futuro con medicina regenerativa”.

Empecemos por la mosca de la fruta para que no se sienta engañado. Aunque sea “la mosquita boba que molesta en las bananas” –como la identificó Prieto– es un modelo tradicional para estudiar el desarrollo del sistema nervioso. “Las neuronas son neuronas y hay una gran cantidad de procesos que se dan de forma análoga en estas moscas y en los mamíferos y, en particular, en el ser humano”, explicó. Y para desterrar la idea de que su contribución es igual que su tamaño, hay que recordar que cuatro premios Nobel partieron de investigaciones con la Drosophila malanogaster.

El biosensor es muy específico y permite ver los niveles de hipoxia en cada región del cerebro y en cada tipo celular. Para este trabajo se observaron diferentes niveles de hipoxia en las células madre ubicadas en el cerebro central y el lóbulo óptico a lo largo del desarrollo del cerebro de las larvas de la mosca de la fruta. El resultado, según explicó Prieto, es que las células madre neuronales en ambas regiones mostraron ser más hipóxicas que las células que se encontraban más diferenciadas, es decir, en etapas más avanzadas del desarrollo.

“Este es un fenómeno bastante extendido: pasa en ratones, pasa en humanos… Esto se debe probablemente a que durante la evolución se ha seleccionado ambientes con menos oxígeno, menos pasibles del daño oxidativo, para aquellas células que van a dar origen a células tan importantes como las neuronas y, en definitiva, a la supervivencia”, expresó Prieto.

Para el biólogo, de 39 años, este trabajo ha tenido varios “giros inesperados”, puesto que ese estado hipóxico “resultaba impredecible” y “contrario a lo que hemos asumido por los últimos 300 años”.

“Abre un montón de preguntas como ¿cuáles son los mecanismos celulares que obligan a esa hipoxia en un lugar (del cerebro) donde a priori uno no la predice?”, comentó. El equipo tiene financiamiento para buscar la respuesta. Para ello se está diseñando otro biosensor para entender “ese fenómeno celular atípico”.

Y añadió: “Podremos pensar en un futuro con medicina regenerativa. Para esto necesitamos conocer cómo funcionan y qué rol juegan en el desarrollo cerebral los llamados ‘nichos de células madre’ dentro del sistema nervioso. Este trabajo abrirá la puerta para muchos otros descubrimientos”.