Los capullos de pez pulmonado están vivos, más o menos

ARRIBA: Interpretación artística de un pez pulmonado africano (Protopterus spp.) ISTOCK.COM, 7ACTIVESTUDIO

Pez pulmonado africano (Protopterus spp.) viven en el agua parte de cada año. Sin embargo, durante las estaciones secas anuales, cavan en el barro, se enroscan y secretan cantidades asombrosas de moco que luego se endurece para formar un capullo de protección. Este proceso, conocido como estivación, permite que los animales sobrevivan en tierra durante años, protegiéndolos de la desecación total hasta que regresa el agua, momento en el cual rehidratan sus cuerpos y vuelven a nadar. La mayoría de los científicos creían que el capullo era inerte, pero un estudio publicado hoy (17 de noviembre) en Science Advances sugiere lo contrario. Los autores encontraron que el capullo de moco está lleno de glóbulos blancos llamados granulocitos, que crean trampas extracelulares para atrapar bacterias y proteger a los animales de sepsis, infecciones de la piel y pérdida de sangre.

Este es un animal que, por este breve momento, puede como un campo de fuerza extender su cuerpo, su cuerpo vivo real más allá de su alcance, dice Ashley Poust, paleontóloga de vertebrados en el Museo de Historia Natural de San Diego que no participó en el estudio. El hecho de que tengan células que se dividen activamente y lleven estos granulocitos en sus tejidos, casi como un almacén, es realmente genial, continúa. Es un nuevo ejemplo de almacenar algo que necesita para esta parte diferente de su ciclo de vida, por lo que es emocionante.

Durante mucho tiempo ha habido indicios de una conexión entre el sistema inmunológico y los capullos de pez pulmonado. Un artículo de 1931 que caracterizó todas las células sanguíneas en el pez pulmonado señaló un posible papel de los granulocitos en la estivación debido a su prevalencia durante el tiempo que los animales están en tierra, y otros estudios encontraron que los peces pulmonados tienen toneladas de granulocitos. Estos animales son como bolsas de granulocitos, dice la inmunóloga evolutiva Irene Salinas de la Universidad de Nuevo México. Hay tantos granulocitos que cuando los investigadores tratan de observar otros tipos de células, tienen que encontrar formas de eludir los granulocitos, que se autofluorescen.

Este es un animal que, por este breve momento con el tiempo, puede como un campo de fuerza extender su cuerpo, su cuerpo vivo real más allá de su alcance.

Ashley Poust, Museo de Historia Natural de San Diego

Salinas y sus colegas encontraron más evidencia de una conexión de granulocitos-capullo en un estudio publicado en 2018 en el que analizaban los proteomas del moco y capullo de la piel durante la transición del agua a la tierra. Comenzamos a ver cosas que eran emocionantes desde un punto de vista inmunológico, dice Salinas, incluidos los marcadores de granulocitos en el proteoma del capullo. También demostraron que los granulocitos, que normalmente se encuentran en los riñones y la pared intestinal, migran hacia la piel durante el proceso de estivación, que los investigadores inducen en el laboratorio al retirar gradualmente el agua de los tanques de los peces pulmonados.

En el nuevo trabajo, los investigadores observaron más de cerca de dónde procedían los granulocitos que aparecen en la piel. Primero, los encontraron migrando en la sangre, dice Salinas, lo que indica que deben estar saliendo de los tejidos donde normalmente residen y moviéndose hacia la piel, [pero] luego, una vez que llegan a la piel, no sabíamos qué esperar.

Usando imágenes de campo claro y fluorescentes, los investigadores descubrieron que los granulocitos se estaban moviendo fuera de la piel y migrando hacia el capullo. De repente, nos dimos cuenta de que el capullo no era solo mucosidad seca. Era como una estructura viva, y había un montón de células allí, y en realidad estaban vivas, explica Salinas.

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Con Imágenes y perfiles de especies bacterianas, los investigadores encontraron que los granulocitos vivos en el capullo hacen trampas extracelulares llenas de bacterias inmovilizadas creando un tipo de microbioma que es diferente del microbioma de la piel del pez pulmonado que habita en el agua. Cuando rociaron capullos con DNasas que eliminaron estas trampas extracelulares, los animales experimentaron infecciones de la piel, hemorragias y un gran aumento de bacterias circulantes, consistente con septicemia. Al analizar la expresión génica, los investigadores también encontraron que muchos genes proinflamatorios se activan durante la estivación, lo que podría ayudar a que los granulocitos se mantengan vivos, escriben en el artículo.

Esta es una nueva función para un órgano antiguo que fue considerado simplemente como una barrera fisiológica para evitar la desecación o el secado del pescado, dice Oriol Sunyer, exmentor postdoctoral de Salinass e inmunólogo de la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad de Pensilvania que no participó en el trabajo. Podríamos considerarlo como una nueva forma de inmunidad, desde la perspectiva de que esto es como una inmunidad extracorpórea, explica, en la línea de un chaleco inmunológico que los animales se ponen cuando hacen la transición a un estilo de vida terrestre.

Del nuevo estudio, el equipo tiene una larga lista de genes que cambian los niveles de expresión en la piel durante la estivación. Tratar de dar sentido a esos datos es un desafío, porque si bien el genoma del pez pulmonado se publicó a principios de este año, su tamaño es de alrededor de 37 gigabases y solo alrededor del 60 por ciento de los genes que identificó el equipo de Salinas tienen funciones conocidas. Ahora vamos uno por uno, tratando de averiguar qué hay en esa lista que es realmente emocionante, dice ella.

Otra dirección futura es mirar en capullos más antiguos. En este artículo, los capullos tenían alrededor de dos semanas. En 2022, los investigadores planean viajar a Tanzania para analizar las células y los microbios presentes en los capullos de los peces pulmonados salvajes que han estado estivando durante meses.

 Un ángulo interesante a seguir sería hasta qué punto naturalmente contraen infecciones [y si] hay microorganismos que se ven favorecidos por las condiciones de estivación, dice Warren Burggren, fisiólogo comparativo de la Universidad del Norte de Texas que no participó en el estudio. Con respecto al hallazgo de que el pez pulmonado tiene un microbioma de capullo complejo, dice: No me sorprendió en absoluto ver que el pez pulmonado, como casi todos los demás organismos, es en realidad una comunidad.