¿Qué hace que los pequeños «ositos de agua» sean tan resistentes? Reparan rápidamente el ADN roto.

Para presentar a sus hijos las maravillas ocultas del reino animal, Anne De Cian entró hace unos años en su jardín de París. El Dr. De Cian, biólogo molecular, recogió trozos de musgo, luego volvió a sumergirlos en agua y los puso bajo el microscopio. Sus hijos observaron por el ocular extrañas criaturas de ocho patas que trepaban por el musgo.

“Quedaron impresionados”, dijo el Dr. De Cian.

Pero aún no había terminado con las pequeñas bestias conocidas como tardígrados. Los llevó a su laboratorio en el Museo Nacional Francés de Historia Natural, donde ella y sus colegas los golpearon con rayos gamma. Las explosiones fueron cientos de veces mayores que la radiación necesaria para matar a un ser humano. Sin embargo, los tardígrados sobrevivieron y continuaron con sus vidas como si nada hubiera pasado.

Los científicos saben desde hace mucho tiempo que los tardígrados son increíblemente resistentes a la radiación, pero recién ahora el Dr. De Cian y otros investigadores están descubriendo los secretos de su supervivencia. Los tardígrados están demostrando ser maestros de la reparación molecular, capaces de volver a ensamblar rápidamente montones de ADN destrozado, según un estudio publicado el viernes y otro de principios de este año.

Los científicos llevan siglos intentando romper las defensas de los tardígrados. En 1776, Lazzaro Spallanzani, un naturalista italiano, describió cómo los animales podían secarse por completo y luego resucitar con un chorro de agua. En las décadas siguientes, los científicos descubrieron que los tardígrados podían soportar presiones aplastantes, heladas profundas e incluso viajes espaciales.

En 1963, un grupo de investigadores franceses descubrió que los tardígrados podían resistir explosiones masivas de rayos X. En estudios más recientes, los investigadores descubrieron que algunas especies de tardígrados pueden resistir una dosis de radiación 1.400 veces mayor que la necesaria para matar a una persona.

La radiación es mortal porque rompe las cadenas de ADN. Un rayo de alta energía que golpea una molécula de ADN puede causar daño directo; también puede causar daño al chocar con otra molécula dentro de una célula. Esa molécula alterada puede entonces atacar el ADN.

Los científicos sospechaban que los tardígrados podrían prevenir o revertir este daño. En 2016, investigadores de la Universidad de Tokio descubrió una proteína llamada Dsup, que parecía proteger los genes tardígrados de los rayos de energía y las moléculas errantes. Los investigadores probaron su hipótesis insertando Dsup en células humanas y sometiéndolas a rayos X. Las células Dsup resultaron menos dañadas que las células sin la proteína tardígrada.

Esa investigación despertó el interés del Dr. De Cian por los tardígrados. Ella y sus colegas estudiaron animales que había recolectado en su jardín de París, junto con una especie encontrada en Inglaterra y una tercera de la Antártida. como informaron En enero, los rayos gamma destrozaron el ADN de los tardígrados pero no lograron matarlos.

Courtney Clark-Hachtel, bióloga de la Universidad de Carolina del Norte en Asheville, y sus colegas descubrieron de forma independiente que los tardígrados terminó con genes rotos. Su estudio fue publicado el viernes en la revista Current Biology.

Estos hallazgos sugieren que la Dsup por sí sola no previene el daño al ADN, aunque es posible que las proteínas brinden una protección parcial. Es difícil saberlo con certeza porque los científicos todavía están tratando de descubrir cómo realizar experimentos con tardígrados. No pueden diseñar animales sin el gen Dsup, por ejemplo, para ver cómo manejarían la radiación.

«Nos gustaría hacer este experimento», dijo Jean-Paul Concordet, colaborador del Dr. De Cian en el museo. «Pero lo que podemos hacer con los tardígrados es todavía bastante rudimentario».

Ambos nuevos estudios revelaron otro truco de los tardígrados: reparan rápidamente su ADN roto.

Después de que los tardígrados se exponen a la radiación, sus células utilizan cientos de genes para producir un nuevo lote de proteínas. Muchos de estos genes son familiares para los biólogos, porque otras especies –incluidos nosotros– los utilizan para reparar el ADN dañado.

Nuestras células reparan genes continuamente. Las hebras de ADN en una célula humana típica se rompen unas 40 veces al día, y cada vez nuestras células deben repararlas.

Los tardígrados producen estas proteínas reparadoras estándar en cantidades asombrosas. “Pensé: 'Esto es ridículo'”, recordó la Dra. Clark-Hachtel cuando midió sus niveles por primera vez.

La Dra. De Cian y sus colegas también descubrieron que la radiación hace que los tardígrados produzcan una cantidad de proteínas que no se ven en otros animales. Por ahora, sus funciones siguen siendo mayoritariamente un misterio.

Los científicos eligieron una proteína particularmente abundante para estudiar, llamada TRD1. Cuando se insertó en células humanas, pareció ayudar a las células a resistir el daño a su ADN. El Dr. Concordet planteó la hipótesis de que TRD1 puede adherirse a los cromosomas y mantenerlos en su forma correcta, incluso cuando sus hebras comienzan a deshilacharse.

El estudio de proteínas como TRD1 no sólo revelará los poderes de los tardígrados, dijo el Dr. Concordet, sino que también podría conducir a nuevas ideas sobre cómo tratar trastornos médicos. El daño al ADN, por ejemplo, desempeña un papel en muchos tipos de cáncer. «Podríamos beneficiarnos de cualquier truco que utilicen», dijo el Dr. Concordet.

Al Dr. Concordet todavía le resulta extraño que los tardígrados sean tan buenos para sobrevivir a la radiación. Después de todo, no tienen que sobrevivir en centrales nucleares o cuevas llenas de uranio.

«Éste es uno de los grandes enigmas: ¿por qué estos organismos son resistentes a la radiación?» Él dijo.

El Dr. Concordet dijo que este superpoder de los tardígrados podría ser simplemente una coincidencia extraordinaria. La deshidratación también puede romper el ADN, por lo que los tardígrados pueden usar sus escudos y reparar proteínas para resistir la desecación.

Si bien un jardín parisino puede parecer un lugar fácil para vivir, el Dr. Concordet dijo que podría plantear muchos desafíos para un tardígrado. Incluso la desaparición del rocío cada mañana podría ser una catástrofe.

«No sabemos cómo es la vida ahí abajo, en el musgo», dijo.