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El polvorín

Enigma científico: la rata topo desnuda no contrae cáncer, no percibe el dolor y es extremadamente longeva

9 Noviembre 2010 , Escrito por El polvorín Etiquetado en #Politica

Naked mole-rats don't feel the burn. Odd animals aren't bothered by the burn of acid and chillies.
 
 
 
«La rata topo desnuda, con una duración de vida sorprendentemente larga y un proceso de envejecimiento notablemente retardado, parece el modelo perfecto para dar respuesta al modo en que envejecemos y a la manera de retrasar este proceso», comenta Rochelle Buffenstein del City College de Nueva York, experta en el proceso de envejecimiento y en las ratas topo desnudas. «Este animal puede que algún día nos dé la clave para prolongar la vida de forma considerable.»
No contraen cáncer, no perciben el dolor de las quemaduras y viven hasta 30 años (un ratón de laboratorio promedio vive 3 años)
Archivo:Nacktmull.jpg
 
La investigadora Rochelle Buffenstein de The University of Texas Health Science Center, inyectó con celulas cancerígenas a ratas topo desnudas y a ratones de laboratorio, mientras que las ratas topos estaban en perfectas condiciones incluso en 6 meses, los ratones de laboratorio desarrollaron cáncer en 2 semanas. Las células anormales continuaban en el organismo de las ratas topo lampiñas, pero eran incapaces de reproducirse

Las ratas topo desnudas mejoran nuestro entendimiento del dolor

Con su piel arrugada y sin pelo, sus dientes largos y muy salientes y sus diminutos ojos, la rata topo desnuda (Heterocephalus glaber) no es un animal para contemplar. Su modo de vida tampoco es envidiable; estas criaturas de 10 a 15 centímetros de longitud viven en grupos numerosos en madrigueras subterráneas con escasa ventilación.

Sin embargo, la rata topo desnuda bien compensa las carencias de su apariencia con rasgos insólitos, entre los que se incluyen el hecho de ser un animal de sangre fría, tener una duración de vida inusualmente larga y una estructura social que se parece a la de los insectos sociales como algunos tipos de abejas y avispas. Todo esto las convierte en un objeto de fascinación para muchos científicos, y hace que sea noticia en todo el mundo con bastante frecuencia.

Últimamente, esta criatura, que es de las más extrañas, ha sido noticia gracias a su recientemente descubierta insensibilidad tanto al ácido como a la capsaicina, la sustancia que se halla en las guindillas y que causa una sensación de picor en la piel.

En sus escritos en la revista PLoS Biology, científicos alemanes y americanos explican que los receptores del dolor en la rata topo simplemente no responden al ácido, haciendo de ella un animal único entre los vertebrados. La situación para la capsaicina es ligeramente diferente; los receptores del dolor responden con normalidad pero activan una región diferente del cerebro de la que se activa en los mamíferos «normales» que son sensibles a esta sustancia.

Los investigadores suponen que las condiciones de los estrechos túneles de las madrigueras en las que habitan las ratas topo podrían haber conducido a la insensibilidad hacia estas sustancias nocivas. Los niveles de dióxido de carbono en las madrigueras son extremadamente elevados. Normalmente, niveles altos de CO2 se convierten en ácido al estar en contacto con la piel y causan una sensación de picor dolorosa. Los científicos creen que, al volverse insensibles al ácido, las ratas topo son capaces de afrontar mejor las duras condiciones de su entorno.

Además, el descubrimiento podría conducir al desarrollo de nuevos tratamientos para el dolor en los humanos. «Estamos conociendo qué fibras nerviosas son importantes para cada tipo de dolor, de modo que seremos capaces de desarrollar nuevas estrategias y objetivos», explica Thomas Park de la Universidad de Illinois, autor principal del estudio.

 

 

Otro campo en el que la humilde rata topo desnuda está haciendo una contribución importante es en el proceso del envejecimiento. Mientras que los ratones, similares a las ratas topo en tamaño, tienen una media de vida de tres años, las ratas topo viven casi treinta años. Las comparaciones entre las dos especies están planteando la idea de que el estrés oxidativo por sí solo es responsable del envejecimiento.

El estrés oxidativo se produce cuando las moléculas de oxígeno (O2) se dividen en átomos de oxígeno únicos llamados radicales libres. Éstos se combinan con otros átomos y moléculas para crear especies de oxígeno reactivo (ROS), que dañan el ADN, los lípidos y las proteínas, deteriorando, de ese modo, la función celular normal.

Comparaciones realizadas entre ratas topo desnudas y ratones revelaron que, de hecho, las ratas topo habían sufrido niveles mucho más altos de daños oxidativos en sus tejidos que sus primos de vida más corta. Los científicos están ahora investigando el modo en que las ratas topo viven con el daño causado por el estrés oxidativo. Una teoría aboga por que las ratas topo pueden defenderse contra ataques agudos de estrés oxidativo producidos como consecuencia de hechos inusuales.

«La rata topo desnuda, con una duración de vida sorprendentemente larga y un proceso de envejecimiento notablemente retardado, parece el modelo perfecto para dar respuesta al modo en que envejecemos y a la manera de retrasar este proceso», comenta Rochelle Buffenstein del City College de Nueva York, experta en el proceso de envejecimiento y en las ratas topo desnudas. «Este animal puede que algún día nos dé la clave para prolongar la vida de forma considerable.»

Mientras tanto, otros investigadores están usando la rata topo desnuda para investigar la infertilidad relacionada con el estrés. En las colonias de ratas topo, la «reina» es la única que puede reproducir. Ella se encarga de hacer cumplir esta norma suprimiendo de forma efectiva la fertilidad de sus subordinados al empujarlos con fuerza y mostrarles quién tiene el poder. El estrés resultante suprime el ciclo ovulatorio de las hembras y reduce el recuento de esperma en los machos.

Al estudiar este caso extremo de infertilidad inducida por el estrés, los investigadores esperan arrojar nueva luz sobre la condición en los humanos. «La supresión social en los monos tití es muy similar a la de las ratas topo y, como éstos son primates, las aplicaciones para entender la infertilidad humana relacionada con el estrés no resultan tan inverosímiles», afirmó el Dr. Chris Faulkes de la Universidad de Londres.

De modo que, aunque las ratas topo desnudas no sean los animales más agraciados que la naturaleza nos brinda, quizás deberíamos mirar más allá de su extraña apariencia y estar agradecidos por la contribución que realizan a la ciencia.

Heterocephalus glaber

 

La rata topo lampiña o rata topo desnuda (Heterocephalus glaber), también conocida como farumfer, ratopín rasurado o heterocéfalo, es una especie de roedor histricomorfo de la familia Bathyergidae. Es la única especie de su género.

Las ratas topo desnudas son pequeños roedores que habitan principalmente en Etiopía, Kenia y Somalia y cuya característica visible más señalada es la carencia de pelo que les aporta un extraño aspecto. En muchos lugares se le considera una plaga debido a sus hábitos alimenticios, pues se alimenta de raíces y tubérculos, dañando los cultivos de patatas y otros vegetales.

Estructura social

Su longevidad, excepcionalmente larga entre los roedores de su tamaño, se encuentra en torno a los 26 años pero su característica biológica más destacada es que la rata topo lampiña, junto con algunos otros batiérgidos, es el único mamífero eusocial conocido, es decir que posee una casta especializada únicamente en la reproducción, siendo esteriles el resto de los individuos de la colonia, como ocurre con algunos insectos sociales tales como las hormigas, termitas y abejas. En sus sistemas de túneles subterráneos, cavados por los trabajadores, principalmente con sus grandes incisivos, poseen zonas comunes donde excretan y se revuelcan para mantener el olor común de la colonia. Es allí donde el contacto con la orina de la reina, que se cree que contiene feromonas especiales aún por detectar, mantiene al resto de las hembras y a la mayoría de los machos de la colonia estériles hasta que ésta muere o desaparece y, consecuentemente, es relevada cuando su orina deja de producir efecto. Sólo esto lleva a las hembras a luchar a muerte entre sí para decidir quién será su sucesora.

La reina dispone de vértebras especializadas que la hacen más larga que el resto de las hembras. La parte inferior de la espina dorsal se alarga tras su primer o segundo embarazo hasta alcanzar un tercio más de longitud que la de las demás. La puesta de una reina consta de entre 3 y 12 crías, aunque es capaz de albergar hasta 27 fetos. En una colonia normal, entre uno y tres machos se aparean con la reina mientras el resto de individuos (que oscilan entre 20 y 300, tanto machos como hembras) adquieren la función de trabajadores que cavan túneles y buscan comida, de sirvientes que atienden a la reina y a su progenie y de soldados que defienden los túneles de agresiones de serpientes, zorros, águilas y búhos.

Referencias

  1. Maree, S. y Faulkes, C. (2008). "Heterocephalus glaber." Lista Roja de especies amenazadas de la UICN 2010.4. Consultada: 1 de noviembre de 2010.

Enlaces externos

Naked mole-rats don't feel the burn

Odd animals aren't bothered by the burn of acid and chillies.

Anna Petherick

 

Mole-rats (Heterocephalus glaber) can feel mechanical, but not chemical pain.

R. AUSTING/FLPA

Researchers have added to the list of biological curiosities about mole-rats: the animals do not feel all types of pain. The discovery could eventually help humans who are battling chronic discomfort.

African naked mole-rats (Heterocephalus glaber) are unusual creatures — they are cold-blooded mammals, have a long lifespan, and live in co-operative societies of hundreds of individuals in a manner more typical of bees and wasps than moles or rats.

The animals react normally to the mechanical pain caused by pinching and prodding, but are insensitive to a suite of other normally nasty stimuli, according to Thomas Park of the University of Illinois at Chicago, Gary Lewin at the Max-Delbrück Center for Molecular Medicine in Berlin, Germany, and their colleagues.

Those stimuli include acid and capsaicin, the ingredient in chilli peppers that causes a burning sensation in many animals. These mole-rats are also odd in that their skin, when inflamed, does not become hypersensitive when exposed to unpleasantly hot objects, even though they react to excessive heat in the same way that other mammals do, the researchers report in PloS Biology1.

Sore problem

The team's discoveries began accidentally five years ago, when a neurology experiment revealed that mole-rats lack substance P, a compound that passes signals between nerve cells to convey information about chronic pain. This suggested that chronic pain signals heading to the mole-rat’s central nervous system are much weaker than those in other animals.

The researchers performed a battery of pain tests on anaesthetized mole-rats, and investigated the creatures’ neuroanatomy. They also took independent patches of skin samples with nerves attached to test their responses to acid.

“Instead of going to the pain region of the spinal cord as we would expect, the nerves that lead from acid and capsaicin sensors go to the touch region,” says Park. “And their nerve fibres do not respond to acid at all.”

Gene therapy

To prove the importance of substance P, the researchers rubbed a serum containing a herpes virus that can make cells manufacture substance P into one hind leg of each mole-rat.

This caused the mole-rats to feel the unpleasant burning of capsaicin on that foot. But they still could not detect acid, which suggests that the animals are insensitive to acidic compounds because of some other mechanism.

This might be an adaptation the mole-rats arrived at because of their subterranean home, says Park. “We know that the carbon dioxide levels in mole-rat tunnels are about 2%, and believe those levels could reach 10% in the group areas.” At such concentrations, carbon dioxide would form carbonic acid on the damp membranes of the respiratory system.

Such sturdy insensitivity to acid could turn up new details about how humans experience chronic pain.

Patients with rheumatoid arthritis have joint fluid that is slightly acid, but the contribution of this acid to their chronic pain is unknown, says Lewin. Given that mole-rats may get arthritis but are not bothered by acid, they could be the perfect creatures to answer that question. 

  • References

    1. Park, T. J. et al. PloS Biol. 6, e13 (2008). | Article |

 Naked mole-rat (Heterocephalus glaber) Naked mole-rat (Heterocephalus glaber)

Naked mole-rats are limited to the horn of Africa, including parts of Somalia, Ethiopia, and Kenya. They feed roots and tubers and live in large colonies, presided over by a queen, much like the social structure common with insects like bees, termites, and ants.

 

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