El pólipo biológicamente inmortal revela otro secreto

Los científicos han descubierto otro gran secreto del pólipo biológicamente inmortal: cómo convertir sus tentáculos en un pie de la cabeza, todo un avance para regenerar células deficientes en los seres humanos.

La Hydra es un pólipo de agua dulce que desde el siglo XVI es objeto de investigación permanente por sus especiales características.

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No tiene cabeza ni cerebro reconocible, su sistema nervioso es una red muy simple, mide entre 1 y 20 milímetros y vive en estanques de agua dulce, lagos y arroyos, normalmente de regiones templadas y tropicales.

A veces a la hidra se la ha confundido con una planta porque el número de extremidades puede variar debido a que su cuerpo no es estable, sino dinámico: sus células están en permanente mitosis, un proceso mediante el cual una sola célula madre se divide para producir dos células hijas. Esta capacidad permite al cuerpo de la hidra crecer y reemplazar a sus propias células, que juegan diferentes papeles a lo largo del tiempo.

Pólipo inmortal

Eso significa que, si el cuerpo de una hidra es cortado en diferentes partes, cada parte regenerará una cabeza en su lado apical original y un pie en su lado basal terminal original.

Debido a esta característica recibe su nombre, que procede de la mitología griega: Hidra de Lerna era una serpiente policéfala que podía generar dos cabezas por cada una de ellas que fuese amputada.

El pólipo que hoy conocemos supera con creces al mito. Gracias a sus células madre, la hidra se regenera y se reproduce sin sexo y crea pequeños clones de sí misma.

Y, además, posee un gen (FoxO) que le impide envejecer, por lo que es biológicamente inmortal. Los humanos tenemos también versiones de ese gen, que podría ser el de la eterna juventud.

Mecanismo genético

La hidra ha vuelto a ser noticia por una nueva investigación de la Universidad de Génova en Suiza, de la que es primer autor Matías Christian Vogg, cuyos resultados se publican en la revista Science Advances.

Este equipo ha descubierto el factor de transcripción genética de la Hidra que desempeña un papel clave en la formación y mantenimiento de sus tentáculos.

Comprobó que, después de reducir la expresión del gen Zic4, las células del tentáculo de la hidra cambiaron de identidad y se convirtieron en células del pie, formando patas funcionales en la disimulada cabeza del animal.

Este equipo ha identificado que el factor de transcripción Zic4, una proteína situada en los núcleos de las células de la hidra, encargada de regular la expresión de una serie de genes diana, es un regulador clave del mantenimiento de la identidad celular.

Células cambiantes

“Demostramos más precisamente que Zic4 juega un papel crucial para la formación y el mantenimiento de las células que componen los tentáculos, y que al reducir su expresión es posible modificar la organización y función de estas células”, explica Vogg, en un comunicado.

Al reducir a la mitad el nivel de expresión de Zic4, los científicos descubrieron que las células epiteliales de la capa exterior de los tentáculos se transformaban en células epiteliales del pie.

“Llamamos pie al disco basal de la hidra. Las células que lo componen son muy especializadas: secretan una mucosidad que permite al animal adherirse al medio que lo rodea. Tras la reducción de Zic4, solo se necesitaron unos días para que se produjera el proceso de transdiferenciación de las células de los tentáculos y se desarrollaran los pies en lugar de los tentáculos”, indica Brigitte Galliot, que supervisó el estudio.

Los científicos también descubrieron que las células transdiferenciadas vuelven al ciclo celular anterior, sin dividirse. Entonces pierden su primera identidad.

Nuevo secreto al descubierto

Al igual que cuando se descubrió la importancia del gen antienvejecimiento en la hidra, la nueva investigación ha demostrado que una Vía de señalización WNT (Wnt3/β-catenina) controla el destino celular, tanto durante la homeostasis (fase de equilibrio) como durante la regeneración.

Este resultado, según los investigadores, aporta nuevas claves para entender la transdiferenciación, un mecanismo natural mediante el cual las células diferenciadas terminales se desdiferencian hasta tal punto que pueden cambiar de destino celular.

Por este motivo, esta investigación podría allanar el camino para nuevas terapias destinadas, en humanos, a regenerar ciertos tipos de células deficientes, aunque todavía quedan muchas preguntas por resolver, particularmente si hay más reguladores de la transdiferenciación celular por descubrir.

Referencia

The transcription factor Zic4 promotes tentacle formation and prevents epithelial transdifferentiation in Hydra. Matthias Christian Vogg et al. Science Advances, 23 Dec 2022; Vol 8, Issue 51. DOI: 10.1126/sciadv.abo0694