La revista Science Advances muestra en portada una colaboración de la profesora Pilar Muñoz, de la Facultad de Veterinaria de la Universidad de Murcia (UMU), junto Irene Salinas, del Centro de Inmunología Evolutiva y Teórica de la Universidad de Nuevo México (EEUU), quien ha liderado este proyecto.
Una investigación realizada conjuntamente por la Universidad de Murcia, la Universidad de Nuevo México y la Universidad de California ha sido portada de la prestigiosa revista científica Science Advances. El objetivo del estudio ha sido buscar las características que le permiten a estos seres vivos vivir en condiciones extremas.
Las innovaciones inmunológicas únicas de estos seres vivos han permitido que mantengan un modo de vida dual, terrestre y acuático; además de que la especie haya podido sobrevivir en ambientes extremos durante más de 400 millones de años.
Los peces pulmonados, considerados también como ‘fósiles vivientes’, son los parientes más cercanos de los tetrápodos, grupo que incluye a anfibios, reptiles, aves y mamíferos. Estos presentan varias características que revelan la cercanía evolutiva con los mamíferos, entre las que destaca la presencia de dos pulmones funcionales.
Los peces pulmonados, capaces de sobrevivir sin agua
Los peces pulmonados africanos realizan unas adaptaciones que les permiten sobrevivir en ecosistemas donde la presencia de agua es temporal. Cada año, cuando llega la época de sequía, pueden enterrarse en el sedimento seco del río y formar una capa protectora, o capullo, de naturaleza mucosa que se endurece gradualmente. De esta forma, explica Pilar Muñoz, “pueden permanecer en un estado latente de estivación que les permite sobrevivir en total ausencia de agua durante años”.
Este proceso encargado de formar la capa protectora, denominado terrestrialización, implica drásticas adaptaciones fisiológicas para el animal, entre las que destacan: “la secreción del capullo de moco y un estado de actividad metabólica muy baja del animal, con un consumo energético y requerimientos de oxígeno muy reducidos”, puntualiza la investigadora de la UMU.
“Hasta ahora, se consideraba que esta capa protectora, formada por el moco secretado por el propio pez, era una estructura inerte con la única función de proteger al pez pulmonado de la desecación”, aclara Muñoz, pero el estudio revela que este capullo también tiene funciones inmunitarias.
Hasta la fecha, no se habían encontrado evidencias de que las células inmunitarias de la piel de los peces pulmonados jugaban un papel importante en el proceso de la terrestrialización.
Los resultados del estudio
El equipo liderado por la Dra. Salinas se planteó la hipótesis de que la piel y el capullo del pez pulmonado pudieran tener adaptaciones inmunológicas que permitieran proteger a esta especie de los patógenos durante la estivación.
Los resultados han confirmado esta hipótesis, la capa protectora de moco es una estructura celular viva y bien definida con potentes funciones inmunológicas.
Asimismo, también han respondido al misterio de por qué los peces de esta especie mantienen grandes depósitos de granulocitos durante su etapa de agua dulce. El trabajo ha demostrado que estos glóbulos blancos no sólo están presentes en la piel de estos peces durante su etapa de vida en agua, sino que están presentes en gran número en la piel tras la terrestrialización y que son capaces de migrar hasta el capullo.
La capa protectora, encargada de evitar la aparición de septicemias y heridas en la piel de los peces
Además, los investigadores han observado que en el capullo, estas células inmunitarias producen las denominadas “trampas extracelulares”. Estas son estructuras formadas por ácido nucleico, histonas y proteínas antimicrobianas, y son capaces de atrapar e inactivar una amplia variedad de microorganismos patógenos.
De esta forma, explica Muñoz, “las células inmunitarias presentes en el capullo atrapan las bacterias evitando que colonicen la piel del pez durante la estivación”. Los investigadores comprobaron que los peces pulmonados a los que se les eliminaba el ácido nucleico de la capa protectora durante el proceso de terrestrialización, sufrían la aparición de septicemias bacterianas y heridas en la piel. Por tanto, aclaran, “la combinación de la barrera que ofrece la propia piel, unida a las propiedades antimicrobianas del capullo, proporciona al pez pulmonado una doble capa de protección inmunitaria innata durante la estivación”.
Repercusión del estudio en humanos
Estos fenómenos, que tienen lugar en la piel de los peces pulmonados durante la terrestrialización, se asemejan en gran medida a los que ocurren en la piel herida de los mamíferos, “donde también se liberan ‘trampas extracelulares’ para prevenir la infección gracias a los neutrófilos”, añade la investigadora de la UMU.
“La diferencia entre ambos seres vivos radica en que el pez pulmonado se somete a este proceso de manera fisiológica en cada estación seca, muchas veces durante su vida; por lo tanto, estos animales pueden enseñarnos muchas lecciones sobre la remodelación y reparación del tejido de la piel humana”, asegura Muñoz.
Además, añade, que todavía es “difícil saber qué aplicación directa puede tener” pero creen que estas estructuras pueden tener grandes funciones antimicrobianas, es decir, un agente que detiene el crecimiento de los microorganismos. Estos animales pueden estar en estivación durante años, “sin alimentarse, con su metabolismo al mínimo y consumiendo su propio músculo”, explica la investigadora de la UMU.
“Pensamos que esas funciones antimicrobianas deben ser potentes y prolongadas en el tiempo. De hecho una cosa que queremos hacer en el futuro cercano es estudiar el capullo de peces pulmonados que llevan meses en estivación: la Dra. Salinas planea viajar a Tanzania en 2022 para tomar muestras del capullo de peces pulmonados silvestres que hayan estado en estivación durante meses y analizaremos la actividad inmunitaria y las bacterias presentes”, declara Pilar Muñoz.
