El tiburón de Groenlandia podría darnos la clave para vivir más de 100 años
El primer análisis del genoma completo del tiburón de Groenlandia oferece a los investigadores un par de pistas sobre su longevidad.
Cuando nació este tiburón de Groenlandia, Leonardo pintó la Mona Lisa. Esta especie es el vertebrado más longevo del planeta, ya que vive siglos en profundas aguas heladas.
En los humanos, la pubertad llega al cabo de una década. Pero los tiburones de Groenlandia tienen que esperar más de 100 años. Una infancia de un siglo puede parecer cosa de ciencia ficción, pero se explica cuando entendemos que los tiburones de Groenlandia son los vertebrados más longevos de la Tierra, con una esperanza de vida de unos 400 años. Estos peces pasan siglos buceando en las profundidades de las gélidas aguas del Ártico y el Atlántico Norte, donde alcanzan tamaños descomunales al crecer aproximadamente un centímetro al año. Los tiburones de Groenlandia más grandes pueden ser más largos que un Toyota Prius y pesar más de 1000 kg.
Normalmente, un animal no puede envejecer tanto. Con el tiempo, el deterioro de las funciones corporales y enfermedades como el cáncer se acumulan y pasan factura. Sin embargo, el tiburón de Groenlandia parece desafiar este patrón, lo que significa que debe haber desarrollado herramientas genéticas para evitar las enfermedades relacionadas con la edad.
Recientemente, la comunidad científica ha obtenido nuevas pistas genéticas sobre su longevidad. Y aunque los nuevos descubrimientos no se traducirán en que los seres humanos podamos vivir hasta los 400 años, ofrecen a la comunidad científica tentadores modelos de cómo podríamos ser capaces de mantener la salud durante más tiempo.
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Los tiburones pueden nadar a profundidades de 2000 metros y alcanzar el tamaño de un coche. Su enorme tamaño no ha impedido a los humanos pescarlos (los nuit de Groenlandia, Canadá e Islandia llevan décadas cazándolos para aprovechar el aceite de sus hígados).
Cómo capturar un enorme tiburón de Groenlandia
En 2021, Arne Sahm decidió buscar pistas sobre la larga vida de los tiburones, no sólo para aprender sobre ellos, sino también para compararlas con la biología de otros animales longevos, como la rata topo desnuda.
"Es bueno saber si existen algunos trucos comunes de la evolución para hacer que especies muy longevas sean aún más longevas", afirma Sahm, bioinformático del Instituto Leibniz sobre el Envejecimiento en el Instituto Fritz Lipmann de Alemania.
Primero necesitaba un genoma completo del tiburón de Groenlandia, que los científicos no tenían antes de este trabajo. Para ensamblar el genoma, primero tuvo que recoger muestras frescas de tiburones, y capturar un pez de una tonelada que puede sumergirse a profundidades de hasta 2133 metros no es una empresa pequeña.
"Se ponen 10 anzuelos en un sedal largo", explica John Steffensen, biólogo marino de la Universidad de Copenhague (Dinamarca) que trabajó con Sahm en el proyecto y lleva dos décadas capturando estos tiburones para la investigación. "Se llaman anzuelos de tiburón, son enormes". En esos anzuelos van trozos de carne apestosa y podrida. Una combinación de cuerdas y cadenas muy resistentes bajan el apestoso bocado cientos de metros y luego lo vuelven a subir con un tiburón, o varios, a remolque.
Para la investigación de Sahm, Steffensen y otros pescadores capturaron tiburones en los fiordos del sur de Groenlandia y enviaron al equipo muestras de cerebro. A continuación, los investigadores extrajeron ADN de las muestras para compilar e inspeccionar el genoma de los tiburones. En septiembre publicaron sus conclusiones en un servidor de preimpresión.
Dos pistas genéticas que apuntan al origen de la larga vida de los tiburones
Si un genoma fuera un libro de instrucciones, el ADN sería la letra y los genes, los párrafos. Por primera vez, el equipo ha reunido el libro completo de los tiburones de Groenlandia: su genoma cromosómico. El libro es el doble de grueso que el de un ser humano, con 22 634 genes y unos 6450 millones de pares de bases. Los pares de bases forman los peldaños de la estructura de doble hélice de una cadena de ADN, es decir, las letras individuales de una “página” de ADN.
Una vez completado el genoma, el equipo empezó a buscar pistas sobre la extrema longevidad de los tiburones. Un elemento que llamó la atención fue la gran cantidad de “genes saltarines” o transposones. La mayoría de los organismos, incluidos los humanos, tienen transposones: genes que se duplican a sí mismos en una nueva sección de una secuencia genética. Pueden introducir diversidad genética, pero también pueden ser perjudiciales si la nueva ubicación de los genes altera el resto de la secuencia. Es como copiar y pegar una frase de otro lugar en medio de una oración, dejándola sin sentido, dice Sahm.
Pero estos transposones podrían desempeñar un papel más beneficioso en el tiburón de Groenlandia. Muchas de las duplicaciones del tiburón de Groenlandia incluían genes relacionados con la reparación del ADN. Así que en lugar de crear una alteración, podrían haber creado genes útiles adicionales, lo que hipotéticamente podría ralentizar el envejecimiento. Si el ADN queda dañado, puede contribuir a problemas dentro de las células, incluido el cáncer. Los investigadores creen que cuanto mejor se mantenga un genoma, más longevidad podría tener un organismo.
Un gen llamado TP53 también llamó la atención de los equipos. Anunciado como el “guardián del genoma”, el TP53 es vital para la prevención del cáncer. Muchos animales lo tienen, incluidos los humanos, los elefantes y las ballenas. El TP53 contiene instrucciones para la proteína p53, que ayuda en la supresión de tumores y la reparación del ADN. Su función es impedir que las células con ADN dañado sigan dividiéndose hasta que se repare, o provocar su muerte. Así se evita que el crecimiento de la célula se convierta en una bola de nieve incontrolable y se transforme en un tumor.
En los tiburones de Groenlandia, una parte de la secuencia del gen TP53 está alterada con respecto al funcionamiento habitual en otros animales. Utilizando un modelo de inteligencia artificial, los investigadores predijeron que la mutación podría afectar a la estructura del p53 y a su forma de reparar el ADN, lo que podría prolongar su vida. Pero Sahm señala que se trata sólo de predicciones: para entender mejor la alteración, tendrían que experimentar con ella en células de laboratorio.
Cómo estos conocimientos podrían ayudar algún día a la salud humana
Las claves de la larga vida del tiburón de Groenlandia pueden ayudar a los científicos a entender la longevidad en otros animales y también podrían ser beneficiosas para los humanos. Pero no nos ayudará a vivir siglos.
Los tiburones están demasiado lejos de los humanos y nuestros sistemas son demasiado diferentes para hacer comparaciones directas, dice Sahm. En lugar de proporcionar una proverbial fuente de la juventud, el genoma del tiburón se suma a otros datos genómicos de animales longevos. Los científicos pueden hacer comparaciones entre esos animales y los humanos para aprender más sobre el proceso de envejecimiento. Por ejemplo, pueden buscar genes presentes en animales longevos y ausentes en los de vida corta que podrían ayudar a evitar enfermedades relacionadas con la edad.
“El objetivo no es hacer que la gente viva más, sino mantenerla sana durante más tiempo”, afirma Paul Robbins, biólogo molecular de la Universidad de Minnesota que no participó en el estudio. La investigación sobre la longevidad humana pretende sobre todo mejorar la esperanza de vida, es decir, el tiempo que una persona goza de buena salud a lo largo de su vida. Por ejemplo, un aspecto de la investigación sobre la longevidad es cómo equilibrar la larga vida con la prevención del cáncer. Dado que nuestros genes relacionados con la longevidad se solapan en algunos aspectos (como la importancia del TP53, por ejemplo), el genoma del tiburón podría ayudar a descubrir dianas para desarrollar terapias de longevidad, como fármacos o terapias génicas, explica Robbins.
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Y como hay otros animales en los que se estudia la longevidad, los resultados también pueden servir de base para esas investigaciones, añade Bodnar. Por ejemplo, los científicos podrían comparar el tiburón de Groenlandia con especies de vida corta, como los ratones, para buscar diferencias. Por otro lado, su genoma puede compararse con el de otros tiburones o con el de otras especies marinas longevas, como la ballena de Groenlandia, para buscar similitudes.
El nuevo genoma del tiburón es “una herramienta maravillosa”, afirma Andrea Bodnar, bióloga celular y directora científica del Gloucester Marine Genomics Institute de Massachusetts, que no participó en la investigación. Bodnar estudia la longevidad en animales marinos, entre ellos el erizo de mar rojo, de 200 años de edad. “Cada una de estas especies longevas ha ideado realmente soluciones diferentes para lograr un envejecimiento saludable y la resistencia al cáncer”.
Se necesitan más estudios para confirmar la función de las proteínas halladas en el genoma del tiburón de Groenlandia. El siguiente paso sería estudiar la expresión de los genes, lo que puede hacerse utilizando cultivos celulares o insertando genes en otros animales modelo.
“Es fantástico tener un genoma, es un recurso esencial para futuros estudios”, afirma Bodnar. “Pero realmente es sólo el principio”.
Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.
