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Rata topo desnuda

Las ratas topo desnudas (Heterocephalus glaber) son uno de los mamíferos más extraños que conoce la ciencia. Casi no tienen pelo, de ahí su nombre, y estan dotadas de grandes dientes incisivos que sobresalen. Los dientes representan un mecanismo adaptativo para vivir bajo tierra y son la herramienta clave para fabricar túneles bajo tierra y transportar alimento entre colonias, que consisten en una media de 80 animales. Las colonias de ratas topo estan habitualmente encabezadas por una sola hembra reproductora que domina la colonia, la reina, que se aparea con 1-3 machos. Este sistema social es muy poco habitual en mamíferos pero se asemeja al que se observa normalmente en abejas y termitas, y se denomina sistema eusocialANCHOR. No obstante, la rata topo desnuda reina parece usar el manejo físico de los miembros de la colonia (el llamado comportamiento del empujón) para mantener la dominancia en vez de las feromonas que usan avejas y termitasANCHOR ANCHOR.

Además de ser eusociales, las ratas topo desnudas son en esencia de sangre fría (en el sentido de que no pueden regular su temperatura corporal), son longevas, se adaptan a elevadas concentraciones de dióxido de carbono y bajas de oxígeno, y no desarrollan cáncerANCHOR. Estos organismos tan inusuales se denominan a menudo extremófilos y la ciencia tiene una historia que se caracteriza por descubrimientos punteros mediante el estudio de este tipo de organismos. Por ejemplo, la extracción del marcador de la polimerasa de la bacteria Thermus aquaticus, que crece muy bien a 70°CANCHOR, una enzima que se usa actualmente de modo rutinario en experimentos de laboratorios de todo el mundo para amplificar ADN.

Longevidad
Resistencia a la hipóxia y la hipercapnia
Resistencia al cáncer
Referencias

Longevity

Las ratas topo desnudas viven hasta 30 años. Dado su pequeño tamaño, ello significa una esperanza de vida excepcionalmente larga.La masa corporal es generalmente un buen indicador que la esperanza de vida máxima de una especie, pero las ratas topo desnudas rompen la tendencia. Son de talla similar a los ratones y sinembargo estos raramente viven más de 3.5 años (tal como predice su masa corporal), mientras que las ratas topo desnudas viven hasta 30 añosANCHOR.

Todavía resulta poco claro cómo pueden las ratas topo desnudas vivir estas vidas tan largas y saludables, pero se han usado como modelo para examinar varias teorías acerca de cómo se produce el envejecimiento. Por ejemplo, una de las teorías sugiere que la exposición a especies de oxígeno reactivas provoca daño que da como resultado el envejecimiento y que los organismos excepcionalmente longevos deben generar niveles más bajos de especies de oxígeno reactivas y/o poseer mecanismos antioxidantes eficientes. En ratas topo desnudas no se encuentra presente ninguna especie reactiva de oxígenoANCHOR, ni tampoco los niveles de antioxidantes aparecen aumentados significativamenteANCHOR. A pesar de esto, los fosfolípidos (un tipo de grasa que constituye un elemento clave de las membranas celulares) resultan menos dañados por la oxidación en ratas topo desnudas en comparación con otros roedores menos longevosANCHOR. Además, las ratas topo desnudas parecen mantener mejor la calidad y estabilidad de las proteínas que los ratonesANCHOR y son notablemente resistentes al cáncer (véase a continuación). Es posible que todos estos factores contribuyan a la mayor esperanza de vida de las ratas topo desnudas.

Por consiguiente, la excepcional esperanza de vida de las ratas topo desnudas convierte esta especie en un modelo muy factible para el estudio de los procesos de envejecimiento, especialmente los cambios fisiológicos que ocurren en animales ancianos, cambios que pueden ayudarnos a entender mejor los mecanismos que subyacen al envejecimiento en humanos.

Resistencia a la hipoxia y la hipercapnia

Los animales con estilo de vida subterráneo deben de hacer frente a bajos niveles de oxígeno (hipoxia) y niveles elevados de dióxido de carbono (hipercapnia). Las ratas topo desnudas poseen una forma de hemoglobina con una capacidad excepcional para captar oxígeno y por lo tanto, de proporcionar suficiente oxígeno a los órganos del cuerpoANCHOR.

os cerebros de las ratas topo desnudas son notablemente resistentes a la hipoxia y mantienen la neurotransmisión durante mucho más tiempo que los ratones durante episodios de disminución de los niveles de oxígenoANCHOR. La hipoxia ocurre habitualmente durante los derrames cerebrales y por consiguiente, el estudio de los mecanismos que subyacen a cómo la rata topo desnuda afronta la hipoxia puede llevar a una mejor comprensión de cómo tratar el daño asociado a los accidentes cerebrovasculares.

Una de las consecuencias potenciales de vivir en estado de hipercapnia es la acidificación del tejido. Esto sucede porque en contacto con el agua del cuerpo, el dióxido de carbono genera un ácido carbónico. Mientras que los humanos sienten dolor al entrar en contacto con el ácido (piense en derramar zumo de limón o vinagre en la sangre herida mientras cocina), y los ratones lamen brevemente sus patas tras recibir una inyección salina acidificada, las ratas topo desnudas no muestran ninguna aversión al salino acidificado, a pesar de que muestran una respuesta de retirada comparable a las respuestas de los ratones al poner a prueba su sensibilidad térmica y de presiónANCHOR.

Los científicos han identificado cambios en la secuencia de aminoácidos de una proteína canal de sodio operado por voltaje, NaV1.7, que resulta crucial para la transmisión de señales eléctricas en nervios que detectan la sensibilidad dolorosa. Estos cambios en el NaV1.7 de la rata topo desnuda hacen que tenga una carga más negativa. Como consecuencia atraen a los iones de hidrógeno del ácido cargados positivamente, lo que bloquea el funcionamiento del NaV1.7. De este modo, el ácido actúa como un anestésico en vez de un estímulo, de ahí que las ratas topo desnudas no lamen sus patas en respuesta a pequeñas inyecciones de ácidoANCHOR.

La identificación del papel que desempeña el NaV1.7 en todo esto resultó ser un hallazgo clave en la comprensión de los mecanismos moleculares que hacen que el ácido provoque dolor y podría tener implicaciones importantes en cuanto al desarrollo de fármacos. Esto es así porque la capacidad del ácido de evocar dolor en humanos resulta más grave que el derrame de zumo de limón en un corte: la acidosis del tejido es una característica distintiva de una alteración inflamatoria dolorosa como la artritis reumatoide. Por consiguiente, estos hallazgos pueden ayudar al diseño de fármacos que puedan usarse para bloquear el NaV1.7 y disminuir así el dolor.

Desde entonces se ha observado que los cambios en un canal de sodio operado por voltaje (NaV1.8) permiten que el ratón saltamontes (Onychomys torridus) sea resistente al dolor inducido por el veneno de una especie de escorpión (Centruroides sculpturatus), lo que permite a los ratones actuar como depredadores de estos animalesANCHOR.  El NaV1.8 lo producen específicamente las neuronas sensoriales que detectan dolor, y entender cómo el veneno del escorpión se une a este canal y lo inhibe podría ayudar al desarrollo de inhibidores del NaV1.8. Este estudio, combinado con investigación en curso de la rata topo desnuda, demuestra qué puede aprenderse a partir del estudio de animales inusuales.

Resistencia al cáncer

Las ratas topo desnudas se estudian para entender mejor la resistencia al cáncer.Un factor que podría subyacer a la longevidad de las ratas topo desnudas es su resistencia al cáncer. Durante un período de 15 años se estudiaron un grupo de animales del zoo de Brookfield, ninguna de las 138 ratas topo desnudas que murieron por causas naturales habían desarrollado cáncerANCHOR. Por el contrario, aproximadamente uno de cada tres humanos desarrolla cáncer a lo largo de su vida, una frecuencia que es probable que aumente a medida que los humanos aumentan su esperanza de vidaANCHOR. Estudios recientes sugieren que las células de las ratas topo desnudas producen una cadena larga de un azúcar llamado Hialuronano, que parece convertir a las células de las ratas topo desnudas en resistente a los cambios que vuelven cancerosas a las células normalesANCHOR. Resulta interesante el hecho de que la misma proteína aumente la flexibilidad de la piel de la rata topo desnuda para ayudar a lidiar con la vida bajo tierra.


Con tantas características inusuales, la ciencia puede aprender mucho de las ratas topo desnudas y los hallazgos podrían tener un amplio rango de impactos positivos en el tratamiento de enfermedades tanto en animales no humanos como humanos.

Ewan St John Smith
http://www.phar.cam.ac.uk/research/Smith

Un factor que podría subyacer a la longevidad de las ratas topo desnudas es su resistencia al cáncer. Durante un período de 15 años se estudiaron un grupo de animales del zoo de Brookfield, ninguna de las 138 ratas topo desnudas que murieron por causas naturales habían desarrollado cáncer


Referencias

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