Por qué esta rata topo puede tener la clave para que no sientas dolor
Una mutación en los genes de la rata topo de Highveld le permite convivir con una hormiga muy venenosa sin sufrir el daño de sus picaduras.
Las ratas topo de alto nivel a menudo comparten sus madrigueras con una especie de hormiga nativa, la hormiga cola caída de Natal, y no pueden sentir su aguijón / Dewald Kleynhans, Universidad de Pretoria.
Hace una década, unos animales sin pelo, ciegos y dentudos llamaron la atención de toda la comunidad científica. Las ratas topo desnudas tienen una extraordinaria resistencia al cáncer, una longevidad impresionante -hasta 30 años, todo un récord para un roedor- y son inmunes a muchos tipos de dolor, como el que provoca una quemadura. Una especie de «superanimal». En estos más de diez años desde su descubrimiento, los investigadores han seguido estudiando a este animal que puede ser clave en tratamientos contra el envejecimiento, el cáncer o nuevos fármacos para el dolor, por ejemplo. Y han hallado que no es única en su especie y que hay más especímenes de rata topo con estos «superpoderes», como la oriunda de Highveld, una región africana cerca de Johhanesburgo en la que comparten madriguera con unas violentas y venenosas hormigas. Sin embargo, este animal es inmune a sus picaduras y ahora los científicos han descubierto el porqué.
Un equipo de investigación internacional liderado por Gary Lewin del Centro Max Delbrück de medicina molecular (MDC), en Alemania, acaba de publicar un estudio en la revista «Science» en el explica cómo un cambio genético ha proporcionado la habilidad de sortear el daño producido por estos molestos insectos. Lo hallaron mientras Lewin y equipos de Sudáfrica y Tanzania buscaban más especies de ratas topo que reunieran las características de los roedores desnudos. «Los conocimientos proporcionados por nuestros estudios de estos animales deberían ayudar, entre otras cosas, al desarrollo de nuevos fármacos para aliviar el dolor», afirma Lewin, quien dirige el grupo de Fisiología Molecular de la Sensibilidad Somática en el MDC.
El wasabi tiene la clave
Trabajando de cerca con el experto mundial en biología de la rata-topo, Nigel Bennett, de la Universidad de Pretoria en Sudáfrica, Lewin, Thomas Park y sus colegas exploraron cómo las ratas topo desnudas y otras ocho especies relacionadas responden a tres sustancias que generalmente causan un breve brote en forma de sensación de ardor en la piel de algunos mamíferos, incluidos los humanos. Estas sustancias son el ácido clorhídrico diluido, la capsaicina y el isotiocianato de alilo (AITC). AITC es un componente del wasabi, el condimento popular que se sirve con el sushi y que se caracteriza por un sabor extremadamente picante. La idea era que las ratas topo estuvieran expuestas a estas y otras sustancias similares en la naturaleza.
En el artículo de «Science», cuyos autores principales son Ole Eigenbrod y Karlien Debus, los investigadores escriben que tres especies de ratas topo demostraron ser insensibles al ácido. Curiosamente, esas tres especies no están particularmente estrechamente relacionadas a través de la evolución. Dos especies no mostraron evidencia de dolor después de inyectarse una solución de capsaicina en la pata. «Otros levantaron brevemente su pata, o la lamieron, lo que nos muestra que esos animales sintieron una breve sensación de dolor», explica Lewin.
En cuanto al AITC, solo una especie de rata topo demostró ser impermeable a sus efectos. Esta no era la rata topo desnuda, sino otro roedor excavador llamado rata topo de Highveld, que lleva el nombre de la región en el este de Sudáfrica donde se encuentran los animales exclusivamente. «Este fue un hallazgo emocionante para nosotros», afirma Lewin. «El AITC ataca los aminoácidos en el cuerpo y, por tanto, puede destruir proteínas. Es por eso que todas las demás especies que conocemos evitan el contacto con la sustancia». La rata topo de Highveld fue la única especie en el experimento que no tuvo ningún problema con el AITC.
Rata topo de Highveld usada en los experimentos / Alison Barker, MDC
«Desconectar» el gen del dolor
Para descubrir las razones moleculares de la notable resistencia de la rata topo al dolor, los investigadores tomaron tejido sensorial de los ganglios de la raíz dorsal -donde se sabe que hay grupos de neuronas que transmiten señales de dolor- y de la médula espinal -lugar al que llegan dichas señales.
Así fue como el equipo observó que la actividad de dos genes estaba alterada dentro de los animales que no sentían dolor. Estos genes contienen el plano para los canales iónicos TRPA1 y NaV1.7. Ya se sabe que estos dos canales están involucrados en la percepción del dolor. «El AITC y muchos otros irritantes que se encuentran en las raíces, una de las principales fuentes de alimento de la rata topo, activan el TRPA1», explica Lewin. Pero la única especie que tenía «apagado» el gen TRPA1 era la rata topo de Highveld. Y observaron algo más: de forma paralela, tenía activado el canal NALCN, que desempeña un papel clave en la capacidad de la célula para generar y transmitir señales eléctricas (es decir, que aumentan su excitabilidad y facilitan su respuesta).
Lewin está particularmente sorprendido por los resultados de un experimento adicional. «Cuando bloqueamos el canal NALCN, la rata topo de Highveld repentinamente se volvió sensible al AITC», afirma. Pero solo un día después de la administración del antagonista, los animales recuperaron su indiferencia hacia la sustancia. «De los miles de genes que estábamos viendo, obviamente habíamos encontrado el mismo gen responsable de la notable resistencia al dolor de la rata topo de Highveld», dice Lewin con una sonrisa, encantado de que la suerte estuviera de su lado.
Las hormigas vecinas
Daniel Hart, un estudiante de doctorado que trabaja con Bennett, descubrió además que las ratas topo de Highveld a menudo comparten sus madrigueras con la Myrmicaria natalensis, comúnmente conocida como la hormiga cola caída de Natal. «Estos insectos son conocidos por su naturaleza agresiva y un veneno muy picante», explica Lewin. Cuando esta sustancia se inyectó en su pata, todas las especies de rata topo en el estudio experimentaron un breve momento de dolor, a excepción de la rata topo de Highveld. Pero cuando los investigadores bloquearon el canal NALCN en la rata topo de Highveld, estos animales se volvieron sensibles al veneno.
Lewin supone que «a lo largo de la evolución, la rata topo de Highveld ha adquirido un gen altamente activo para un solo canal iónico, lo que le ha permitido vivir en lugares que son evitados por otras especies de rata topo». El científico considera que este es otro ejemplo maravilloso de cómo el entorno da forma a la evolución a largo plazo. «En el lado práctico, este descubrimiento podría conducir al desarrollo de analgésicos altamente efectivos», agrega. «La rata topo de Highveld nos ha demostrado que la alta expresión del canal NALCN parece ser una forma muy efectiva de aliviar el dolor».
