Tardígrados se transforman en vidrio para sobrevivir a la deshidratación

Estas criaturas probablemente son famosas como las más duras de la Tierra, y ahora sabemos la forma en que sobreviven durante años a una completa deshidratación. También conocidos como osos de agua, estos animales han sido vistos sobreviviendo en el vacío del espacio, a altas dosis de radiación y a presiones descomunales. Sin embargo, estas criaturas microscópicas cuyo hábitat natural es el agua, tienen la capacidad de sobrevivir en ambientes extremadamente secos en un estado de hibernación por alrededor de una década, reviviendo en el transcurso de apenas una hora cuando son expuestos al agua.

Para lograr esa hazaña tan notable, los animales dependen de proteínas únicas, conocidas como proteínas tardígradas intrínsecamente desordenadas (TDPs, por sus siglas en inglés). Cuando existe agua en el entorno, estas proteínas contra la deshidratación presentan una consistencia gelatinosa y no se forman en estructuras tridimensionales bien definidas como las proteínas conocidas.

Cuando los osos de agua empiezan a secarse, estas proteínas se transforman en una especie de santuario de vidrio, que termina formando una cápsula en torno a todos los materiales sensibles a la deshidratación en el animal, protegiéndolos de posibles daños.

«Cuando se seca por completo, las TDPs se vitrifican, convirtiendo el fluido citoplasmático de las células en vidrio», afirma Thomas Boothby, autor principal del estudio de la Universidad de Carolina del Norte. «Creemos que esta mezcla vítrea atrapa proteínas sensibles a la sequía y a otras moléculas biológicas bloqueándolas, impidiéndoles físicamente que se desdoblen, se separan o se agreguen, específica Boothby.

Sobreviviendo a la sequía.

Boothby y su equipo identificaron a las proteínas tras el monitoreo de la actividad genética a medida que los tardígrados se secaban. Detectaron un pico en la actividad de los genes encargados de formar a las TDPs. Y cuando bloquearon la actividad de dichos genes, los tardígrados empezaron a morir tras la deshidratación, demostrando que eran vitales para sobrevivir a la sequía.

Además, Boothby mostró que levaduras y bacterias artificialmente equipadas con los genes también podrían sobrevivir a la deshidratación, sugiriendo que estas podrían ser potencialmente transferidas a los cultivos para ayudarlos a sobrevivir en la sequía.

Los investigadores descartaron una vieja suposición de que los tardígrados sobrevivían a la deshidratación gracias a un azúcar especializado llamado trehalosa, que es conocido por realizar dicha tarea en las ranas. Encontraron que los tardígrados no producen trehalosa o producen solamente pequeñas cantidades.

Evolución convergente.

Sin embargo, los investigadores se sorprendieron al descubrir que las proteínas protegen su carga viva de la misma forma que la trehalosa, formando un santuario de vidrio.

Boothby dice que los resultados ofrecen un nuevo ejemplo de evolución convergente, donde la evolución aparece como una solución semejante una vez más. «Algunos animales evolucionaron para depender de la trehalosa, mientras que los tardígrados también desarrollaron la capacidad de vitrificarse, pero empleando un tipo completamente diferente de molécula – una proteína», declara.

«Es sorprendente atestiguar que la evolución encontró varias formas bioquímicas de obtener el mismo tipo de mecanismo para resolver el problema de la deshidratación. La trehalosa en nematodos y camarones, aparentemente equivale a las TDPs en tardígrados», dice Ingemar Jönsson, de la Universidad Kristianstad, en Suecia. «Es una maravillosa adaptación transformarse a un estable estado vítreo cuando el cuerpo se seca», agregó.

Ahora el equipo está investigando si otros organismos, como las semillas de plantas, dependen de estas proteínas para sobrevivir a la deshidratación. Boothby espera que el descubrimiento pueda traducirse en aplicaciones prácticas. Por ejemplo, como una forma de almacenar vacunas y productos farmacéuticos a temperatura ambiente, deshidratándolos en lugar de tener que refrigerarlos constantemente.

«Esto podría ayudarnos a romper la dependencia de la cadena del frío, un enorme obstáculo económico y logístico para la obtención de medicamentos en regiones remotas o del tercer mundo», finaliza.