Durante más de 1.000 años, el pueblo Inupiat de Alaska ha cazado ballenas de Groenlandia en el Océano Ártico. Durante siglos, han llegado a apreciar la larga vida de los mamíferos más longevos del mundo. Generaciones de cazadores pueden reconocer a la misma persona en el mar. El capitán inupiat dijo a los investigadores que vivía una ballena de Groenlandia Dos vidas humanas.
Los científicos ahora sospechan que los arcos pueden vivir más que eso. Algunas ballenas capturadas a finales del siglo XX tenían viejas puntas de arpón en su grasa que databan de mediados del siglo XIX. Al medir el daño molecular acumulado en los ojos, oídos y huevos de las ballenas de Groenlandia, los investigadores estimaron que las ballenas de Groenlandia vivieron tanto como 268 años.
A El estudio fue publicado en la revista Nature. El miércoles ofrece una pista de cómo los animales pueden vivir tanto tiempo: son notablemente expertos en reparar el ADN dañado.
La nueva investigación fue dirigida por Vera Gorbunova y Andrei Seluanov, un matrimonio que trabaja en la Universidad de Rochester y estudia mamíferos longevos como murciélagos, castores, ratas topo desnudas y ballenas de Groenlandia. Ellos y sus colegas revelación Muchas adaptaciones moleculares que prolongan la vida de un animal. Estas especies, según muestra la investigación, están ganando terreno a lo largo de los años gracias al aumento de los niveles de ciertas proteínas y a cambios sutiles en la forma en que estas proteínas interactúan con otras.
“No estamos hablando de genes nuevos”, afirmó el Dr. Seluanov. Este hallazgo plantea la posibilidad de que se puedan reproducir cambios similares en los humanos para prolongar nuestra propia esperanza de vida saludable. “Tenemos que cambiar un poco el sistema para que sea similar a lo que encontramos en las ratas topo desnudas o en las ballenas de Groenlandia”, dijo el Dr. Seluanov.
Él y la Dra. Gorbunova han estado fascinados durante mucho tiempo por las ballenas de Groenlandia, no sólo por su longevidad sino también por su enorme tamaño. Un arco puede pesar más de 88 toneladas, aproximadamente lo mismo Tres camiones de basura.
Para que un solo óvulo de cabeza arqueada dé lugar a un cuerpo de este tamaño, debe multiplicarse muchas veces, y cada vez que lo hace, existe el riesgo de que una célula adquiera una mutación peligrosa que provoque cáncer.
“Son tan grandes que hay que protegerlos de alguna manera, porque estadísticamente tienen muchas probabilidades de desarrollar cáncer”, afirmó la doctora Gorbunova.
Todos los animales tienen algunas defensas contra el cáncer. Una técnica común es que las células controlen su propio crecimiento. Si una célula comienza a multiplicarse sin control, puede destruirse a sí misma. Los científicos han pensado durante mucho tiempo que los animales más grandes, cuando se enfrentaban a un riesgo mayor, desarrollaban mejores defensas.
En 2015, una investigación encontró evidencia de que este podría ser el caso: los elefantes tienen copias adicionales de un gen supresor del cáncer llamado p53. Ese arsenal puede ayudar a los elefantes a eliminar células peligrosas mediante la autodestrucción.
Gorbunova y Seluanov se preguntaron si las ballenas de Groenlandia habían desarrollado las mismas defensas de forma independiente. Para averiguarlo, tuvieron que hacer algo que nunca antes se había hecho: realizar experimentos con células vivas de Bowhead.
Los científicos que quieran estudiar el tejido de las ballenas de Groenlandia deben hacer un largo viaje hasta la vertiente norte de Alaska, donde las tripulaciones balleneras Inupiat todavía cazan ballenas de Groenlandia para alimentar a sus comunidades. Los científicos pueden pedir permiso para llevar un trozo de tejido de ballena a su laboratorio. Para preparar el tejido para el viaje de regreso a casa, los científicos suelen congelar sus muestras.
Pero esa no era una opción para los investigadores de Rochester. “Si las congelas, eso es todo. Las células mueren”, dijo el Dr. Seluanov.
Él y el Dr. Gorbunova enviaron estudiantes a Alaska para esperar a que las ballenas Inupiat trajeran un animal a tierra. Un capitán ballenero les permitió sacar un trozo de piel y pulmón de la proa. En lugar de congelar el tejido, los estudiantes lo guardaron en hielo en una hielera y luego volaron de regreso a Rochester lo más rápido posible.
Para su alivio, las células sobrevivieron. Los investigadores cultivaron una población de células de arco y luego comenzaron a realizar experimentos, como bombardear las células con luz ultravioleta, para ver si el daño causaba que las células se volvieran cancerosas.
Se ha demostrado que las células intestinales son resistentes, pero no tanto como las células de elefante. Cuando se dañan, no se autodestruyen a un ritmo elevado; En cambio, evitan que se acumulen daños.
Cuando la luz ultravioleta incide sobre un trozo de ADN, puede romperlo en dos. Las células pueden volver a unir los extremos rotos, pero a veces introducen mutaciones en el proceso. Resultó que las células de cabeza arqueada unen su ADN a un ritmo significativamente más rápido y lo hacen con mucha más precisión que otras especies. Luego, los científicos comenzaron a buscar moléculas que utilizaran arcos para reparar su ADN.
El descubrimiento fue una sorpresa porque el equipo, en un estudio separado, estaba trabajando para comprender cómo las células podrían ayudar a adaptarse a las gélidas aguas del Océano Ártico. (Las ballenas de Groenlandia son las únicas especies de ballenas que pasan el año en esas frías aguas).
Resulta que las células de ballena de Groenlandia producen grandes cantidades de una proteína llamada cIRBP. Su función es estimular la producción de otras proteínas que protegen a las células del daño inducido por el frío.
La Dra. Gorbunova y el Dr. Seluanov también notaron una gran cantidad de cIRBP flotando alrededor del ADN de la ballena. Encontraron un solo Estudiarpublicado en 2018, sugiere que CIRBP también puede ayudar a reparar el ADN. De hecho, cuando el Dr. Gorbunova y el Dr. Seluanov insertaron el gen cIRBP de cabeza de arco en células humanas, la tasa de reparación del ADN en esas células se duplicó.
La proteína fijadora del ADN y el gen que la produce parecen ser la clave para la longevidad del arco. Durante la vida de un animal, el ADN dañado se acumula en todo su cuerpo, lo que provoca muchas enfermedades, no sólo cáncer. Cuando los científicos modificaron el gen cIRBP de la cabeza de Groenlandia en moscas de la fruta, las moscas vivieron más que la versión normal del gen en insectos.
Una nueva investigación ofrece una pista de por qué las ballenas de Groenlandia viven tanto tiempo, incluso en comparación con otras ballenas grandes. Tener un gran suministro de CIRBP ha ayudado a la cabeza de Groenlandia a adaptarse al frío del Océano Ártico; En el camino, también resultó combatir el cáncer y aumentar su longevidad.
Un creciente conjunto de investigaciones indica que las especies longevas han desarrollado muchas estrategias diferentes para extender su esperanza de vida. A principios de este mesZhiyong Mao, ex alumno de los doctores Gorbunova y Seluanov, descubrió una técnica que utilizan las ratas topo desnudas para vivir más de 30 años, mucho más que otros roedores. El Dr. Mao, que ahora trabaja en la Universidad Tongji en Shanghai, y sus colegas descubrieron que las ratas topo desnudas prolongan sus vidas con un gen llamado cGAS.
El gen se encuentra en muchas especies, incluida la nuestra. Los científicos saben desde hace mucho tiempo que ayuda a combatir las infecciones al detectar material genético de patógenos que invaden nuestras células. Pero en la rata topo desnuda, ha evolucionado para hacer muy bien un segundo trabajo: reparar el ADN.
Peter Sudmant, genetista de la Universidad de California en Berkeley, que no participó en el nuevo estudio, dijo que los hallazgos plantean la posibilidad de encontrar formas de mejorar nuestra propia salud. “Es un área realmente apasionante que ha llegado muy lejos y muy rápido”, afirmó. “La naturaleza es un hermoso experimento del que podemos obtener grandes pistas para nuevos fármacos y terapias”.
Es posible, por ejemplo, que el aumento de CIRBP en nuestras propias células pueda reparar su ADN como lo hacen las cabezas de arco, haciéndonos más resistentes a medida que envejecemos. Para explorar esa posibilidad, Gorbunova, Seluanov y sus colegas diseñaron ratones; Algunos portan el gen cIRBP humano, mientras que otros portan la versión de cabeza de arco. Los investigadores modificaron el ADN de los ratones para producir más proteína cIRBP a partir del gen.
“No murieron, así que al menos sabemos que no es dañino de inmediato”, dijo la Dra. Gorbunova. “Pero ahora necesitamos medir su longevidad para ver si hay problemas inesperados”.
