Unos diminutos animales marinos podrían explicar el origen de las neuronas humanas

Reportajes Especiales - Lifestyle - Durante cientos de millones de años, animales con forma de pastel del tamaño de la punta de una aguja han vagado por los mares ansiosos por comer sabrosos microbios y algas. Se llaman placozoos y son uno de los linajes animales más sencillos.

A pesar de su simplicidad, un equipo de investigadores halló pruebas convincentes de la existencia de células similares a las neuronas en los placozoos. Dada la larga existencia de estos animales, es posible que los placozoos sirvieran de modelo para los sistemas nerviosos de animales más complejos, incluidos los humanos. La investigación se publicó el martes en la revista Cell.

Si los vemos bajo el microscopio, a primera vista, podríamos pensar que los placozoos son amibas, pero estos organismos son animales. En el árbol de la vida, están más emparentados con los cnidarios (que incluyen las anémonas de mar y los corales) o los bilaterales (el supergrupo que incluye a los vertebrados) que con linajes como los ctenóforos o los poríferos. Mientras que estos otros linajes animales tienen sistemas nerviosos regidos por las células nerviosas conocidas como neuronas, se creía que los placozoos eran diferentes.

“Nadie habría pensado que estos organismos tuvieran algo siquiera parecido a neuronas”, afirmó Xavier Grau-Bové, investigador del Centro de Regulación Genómica de Barcelona, España.

Los cuerpos de los placozoos son simples, con solo tres capas celulares de grosor; sin embargo, eso es suficiente para deslizarse, absorber y digerir alimentos, y responder al entorno que los rodea. En lugar de estar controlados por neuronas, algunos de estos comportamientos están regulados por células peptidérgicas, que liberan cadenas cortas de aminoácidos que activan las células circundantes.

Dado que la actividad de las células peptidérgicas recuerda a sistemas nerviosos más complejos (como el de los humanos), a Grau-Bové y sus colegas les intrigaba la posibilidad de que estas células y sus conexiones pudieran representar el sistema nervioso de un antepasado animal.

El equipo de investigación comenzó analizando la expresión génica (los fragmentos de ADN que se convierten en ARN utilizado para fabricar proteínas celulares) en más de 65.000 células individuales de cuatro especies de placozoos y descubrieron que estos tienen 14 tipos de células peptidérgicas que también son importantes para la formación de neuronas en cnidarios y bilaterales. No obstante, también descubrieron que las células peptidérgicas no eran neuronas de verdad, dada su falta de actividad eléctrica y su incapacidad para recibir mensajes.

Entonces, los investigadores crearon un mapa que mostraba las posibles interacciones entre las células peptidérgicas y otras células de los placozoos e identificaron una red compleja de señalización, así como pares específicos de neuropéptidos y receptores. Estas relaciones celulares sustentan lo que los científicos denominan la hipótesis del cerebro químico, la idea de que los primeros sistemas nerviosos evolucionaron como redes de células conectadas a través de señales químicas que se propagaban por el animal y se unían a receptores proteicos específicos.

A continuación, los científicos compararon las células peptidérgicas con las neuronas o células similares de otras especies animales y confirmaron similitudes relevantes entre la manera en que se utilizan los genes en las células peptidérgicas de los placozoos y cómo funcionan las neuronas en los animales cnidarios y bilaterales. Eso indicaba que anteriormente los primeros sistemas nerviosos eran similares a lo que se observa hoy en los placozoos, antes de evolucionar durante cientos de millones de años hacia células complejas que envían señales eléctricas.

“Su resultado, que muestra la similitud genética de estas células peptidérgicas con las neuronas, es muy sorprendente”, aseveró Jacob Musser, biólogo molecular evolutivo de la Universidad de Yale quien no participó en el estudio. “Este sugiere que parte de la maquinaria neuronal se almacenaba en las células y se utilizaba para algún tipo de comunicación antes de la aparición del sistema nervioso”.

Musser dijo que quería ver cómo se aplicaban criterios similares a las investigaciones sobre la evolución del sistema nervioso en linajes animales más antiguos, como los ctenóforos, entre los que se encuentran las medusas de peines. Aún no está claro el lugar que ocupan sus peculiares sistemas nerviosos en la evolución.

Michael Paulin, neurocientífico evolutivo computacional de la Universidad de Otago, Nueva Zelanda, quien tampoco participó en la investigación, señaló que los placozoos eran el mejor modelo vivo de los primeros sistemas nerviosos animales. Además, sugirió que era posible “que los antepasados de los animales con sistema nervioso fueran placozoos”, y añadió que estudiarlos “nos ayudaría a entender qué hacen todas esas neuronas en nuestro cerebro”.

Aunque los placozoos son muy sencillos en comparación con los humanos, “la complejidad de todo el sistema es mucho mayor de lo que preveíamos”, comentó Arnau Sebé-Pedrós, autor del estudio en el Centro de Regulación Genómica; sin embargo, “la biología evolutiva es una ciencia histórica”, y la investigación adicional siempre conduce a nuevos entendimientos sobre cómo la vida se convirtió en lo que es actualmente.