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Sin alterar la secuencia genética, consiguen inducir que a una especie de planaria le crezcan cabezas y cerebros de otras especies de planarias distintas a ella.

En estas mismas páginas ya vimos en su día la increíble capacidad que tienen las planarias de regenerar cualquier parte de su cuerpo, incluso la cabeza, si es amputada (ver referencias).
Ahora, un grupo de investigadores de la Universidad de Tufts ha conseguido inducir que a estas criaturas les crezcan cabezas y cerebros de otras especies de planarias distintas. Además consiguen hacer esto sin necesidad de alterar la secuencia genética.
Este estudio revela que los circuitos fisiológicos actúan como una nueva clase de sistema epigenético que determina la anatomía a gran escala. Recordemos que la epigenética sería la información que está fuera de la habitual secuencia genética.
Es decir, este trabajo nos dice que la formación de la cabeza en las planarias no está determinada o preprogramada completamente en el genoma, sino que la información del genoma que la codifica puede ser manipulada por las sinapsis eléctricas dentro del cuerpo. Esto implica que la diferencia entre especies puede ser determinada en parte por la actividad de esta red bioeléctrica.
Se sabe desde hace mucho tiempo que las redes neuronales explotan las sinapsis para así almacenar y reescribir información en el cerebro, pero este hallazgo sería novedoso.
Se cree que la secuencia y estructura de la cromatina (material que forma parte de los cromosomas) determina la forma del organismos, pero este resultado muestra que la función de las redes bioeléctricas fisiológicas pueden sobreescribir por encima de la anatomía por defecto específica de la especie. En este caso basta con que se module la conectividad entre las células mediante sinapsis eléctricas para que se obtenga una morfología de la cabeza y un cerebro completamente diferentes que pertenezca a una especie diferente, pero partiendo del mismo genoma normal.
Todo esto permite preguntarse nuevas e importantes cuestiones acerca de cómo los genes y las redes bioléctricas interactúan entre sí para construir las complejas estructuras del cuerpo.
El estudio se llevó a cabo usando planarias de la especies Girardia dorotocephala a las que se les indujo a desarrollar cabezas de otras especies distintas de planaria. Esto se consiguió interrumpiendo los canales de proteínas que permiten a las células comunicarse entre ellas gracias a señales eléctricas. Las nuevas cabezas no sólo tenía la forma de otras especies, sino que los cerebros también cambiaron en forma y, además, cambió la distribución de células madre adultas.
Este cambio era más fácil cuando más cerca, desde el punto de vista evolutivo, estaba la especie ajena a Girardia dorotocephala, lo que reforzaría la idea de la conexión de todo esto con la historia evolutiva. Por lo tanto, es posible pensar en la posibilidad de que la modulación de los circuitos fisológicos sea una herramienta usada por la evolución para alterar los planes corporales.
Sin embargo, el cambio producido en estas planarias es solamente temporal. Al cabo de unas semanas de haber adquirido la cabeza “ajena” esta empezaba a remodelarse hasta readquirir la morfología de la cabeza propia de la especie.
Se necesitará investigar más para entender por qué ocurre esto.
Saber cómo la forma es determinada e influenciada es importante para los biólogos en varios aspectos, incluidos los prácticos. Así por ejemplo, este descubrimiento puede ayudar en la comprensión de los defectos de nacimiento y aprender sobre la regeneración gracias a la posibilidad de poder ver los caminos que controlan los complejos patrones de formación del cuerpo. De este modo es posible pensar en mecanismos que permitan en un futuro arreglar defectos de nacimiento o que permitan la regeneración de partes anatómicas perdidas o dañadas tras un accidente.

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Fuentes y referencias:
Artículo original
Restauración de regeneración de cabeza
Desvelando la regeneración en planarias.
Primer animal sin centrosomas.
Cómo la planaria regenera su cabeza.
Foto: Center for Regenerative and Developmental Biology, School of Arts and Sciences, Tufts University.