Las ratas topo africanas son insensibles a muchos tipos diferentes de dolor. Como informa un equipo de investigación internacional dirigido por Gary Lewin del MDC ciencia , esta característica incluso ha permitido a las ratas topo poblar nuevos hábitats. Gracias a un cambio genético, la rata topo de alto nivel puede vivir junto a las hormigas venenosas con picaduras dolorosas que otras ratas topo evitan.
Hace unos diez años, las ratas topo desnudas en el Centro Max Delbrück de Medicina Molecular MDC se hicieron famosas casi de la noche a la mañana. Eso fue gracias al trabajo de Gary Lewin de Berlín y Thomas Park de Chicago que juntos investigaron el extraño mundo sensorialde la rata topo desnuda. Park y Lewin demostraron que estos roedores excavadores africanos eran notablemente resistentes al dolor. En un artículo de 2008 en la revista PLOS Biología , informaron que las ratas topo no sentían dolor cuando se exponían al ácido o la capsaicina, la sustancia que le da calor a los chiles. Los experimentos con las ratas topo llamaron la atención mundial.
Para este último estudio, recién publicado en ciencia , Lewin se asoció con colegas en Sudáfrica y Tanzania para probar más casos de insensibilidad al dolor. "Las ideas proporcionadas por nuestros estudios de estos animales deberían ayudar, entre otras cosas, en el desarrollo de nuevos medicamentos para aliviar el dolor".dice Lewin, quien dirige el grupo de Fisiología Molecular de la Sensación Somática en el MDC.
Nigel Bennett, de la Universidad de Pretoria en Sudáfrica, trabajando en estrecha colaboración con un experto mundial en biología de ratas topo, Gary Lewin, Thomas Park y sus colegas exploraron cómo las ratas topo desnudas y otras ocho especies relacionadas responden a tres sustancias que generalmente causanuna breve sensación de ardor en la piel de los humanos y otros mamíferos. Estas sustancias fueron: ácido clorhídrico diluido, capsaicina e isotiocianato de alilo AITC. AITC es lo que le da al wasabi, el condimento popular servido con sushi, es un sabor extremadamente picante. La ideafue que las ratas topo están naturalmente expuestas a estas y otras sustancias similares en la naturaleza.
Solo la rata topo de alto nivel es impermeable a la picadura de wasabi
en el ciencia artículo, cuyos autores principales son Ole Eigenbrod y Karlien Debus, los científicos informan que tres especies de ratas topo son insensibles al ácido. Curiosamente, esas tres especies no están particularmente estrechamente relacionadas a través de la evolución. Dos especies no mostraron evidenciade dolor después de inyectar una solución de capsaicina en su pata. "Otros levantaron brevemente la pata o la lamieron, lo que nos muestra que esos animales sí sintieron una breve sensación de dolor", explica Lewin.
Solo una sola especie de rata topo resultó ser impermeable a la AITC. Esta no era la rata topo desnuda, sino otro roedor excavador llamado rata topo de highveld, que lleva el nombre de la región del este de Sudáfrica donde se encuentran los animalesencontrado exclusivamente ". Este fue un hallazgo emocionante para nosotros", dice Lewin. "El AITC ataca los aminoácidos en el cuerpo y, por lo tanto, puede destruir proteínas. Es por eso que todas las otras especies que conocemos evitan entrar en contacto con la sustancia".La rata topo fue la única especie en el experimento que no tuvo ningún problema con AITC.
Todo se reduce a canales iónicos alterados
Para descubrir las razones moleculares de la notable resistencia al dolor de la rata topo, los investigadores tomaron tejido sensorial de la médula espinal y los ganglios de la raíz dorsal de las nueve especies estudiadas. En los ganglios de la raíz dorsal hay grupos de neuronas que transmitenseñales de dolor a la médula espinal. "Con la ayuda de la tecnología de secuenciación más avanzada, pudimos comparar la actividad de alrededor de 7,000 genes dentro de ese tejido", informa Lewin.
Relativamente rápido, el equipo observó que la actividad de dos genes se alteró dentro de los animales que no sentían dolor. Estos genes contienen el modelo para los canales iónicos TRPA1 y NaV1.7. Ya se sabe que estos dos canales están involucrados enla percepción del dolor
"AITC y muchos otros irritantes encontrados en las raíces, una de las principales fuentes de alimento de la rata topo, activan el TRPA1", explica Lewin. Es por eso que, en el transcurso de la evolución, muchas especies han regulado negativamente el gen para este canal"Pero el 'canal wasabi' es el único que se desconecta por completo en la rata topo de alto nivel", dice Lewin. Él y su equipo descubrieron que esto se debe a un gen particularmente activo para otro canal:el canal NALCN constitutivamente abierto, conocido como "canal de fuga". El grupo de investigación descubrió que la expresión de este canal era la única que se había alterado significativamente en la rata topo de alto nivel.
La resistencia al dolor de la rata topo puede ser apagada
Lewin estaba particularmente sorprendido por los resultados de otro experimento. "Cuando bloqueamos el canal NALCN mediante la administración de un medicamento que bloquea el canal, la rata topo de alto nivel de repente se volvió sensible a AITC", informa. Pero solo unoUn día después de que el antagonista había sido administrado, los animales recuperaron su indiferencia hacia la sustancia. "De los miles de genes que estábamos observando, obviamente habíamos encontrado el gen responsable de la notable resistencia al dolor de la rata topo de alto nivel", dice Lewin conuna sonrisa, encantada de que la suerte estuviera tan claramente de su lado.
Daniel Hart, un estudiante de doctorado que trabaja con Nigel Bennett, descubrió que las ratas topo de alto nivel a menudo comparten sus madrigueras con Myrmicaria natalensis, comúnmente conocida como la hormiga de la cola de Natal. "Estos insectos son conocidos por su naturaleza agresiva y su veneno altamente picante".dice Lewin. Cuando se inyectó este veneno de hormiga en su pata, todas las especies de ratas topo en el estudio experimentaron un breve momento de dolor, todas excepto la rata topo de highveld. Pero cuando los investigadores bloquearon el canal NALCN en la mole de highveldrata, estos animales se volvieron sensibles al veneno.
Nuevos hallazgos podrían ayudar a la investigación farmacéutica
Lewin supone que "a lo largo de la evolución, la rata topo de alto nivel ha adquirido claramente un gen altamente activo para un solo canal iónico, lo que le ha permitido establecerse en lugares que otras especies de rata topo evitan."El científico del MDC considera esto como otro maravilloso ejemplo de cómo el entorno da forma a la evolución a largo plazo". En el aspecto más práctico, este descubrimiento podría conducir al desarrollo de analgésicos altamente efectivos ", agrega."La rata nos ha demostrado que la alta expresión del canal NALCN parece ser una forma muy efectiva de aliviar el dolor ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro Max Delbrück de Medicina Molecular en la Asociación Helmholtz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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