La fauna de los fondos abisales

En incontables ocasiones, se descubren algunas formas de vida que no pueden sino sorprendernos. 

En las llamadas zonas abisales, a unos 3000-3600 metros de profundidad, se encuentran una serie de organismos con capacidades sorprendentes para sobrevivir a tan extremas condiciones. Es la llamada fauna abisal.
Las zonas abisales se hallan a tal profundidad que la luz solar no puede llegar a ellas, y donde las temperaturas son muy bajas. Es evidente que en estas zonas, no existe flora posible, debido a que, al no llegar luz solar, las plantas no pueden realizar la fotosíntesis. La palabra abisal procede de abismo, lugar profundo y oscuro. Esta región se caracteriza por un ambiente frío, presión hidrostática extremadamente elevada, escasez de nutrientes y ausencia total de luz. Una fosa abisal se forma cuando la corteza oceánica subduce bajo la corteza continental con un leve ángulo de inclinación lo que produce ruptura de la litosfera y la formación de una fosa.  Esta zona depende en gran parte del particulado de detritos que cae desde la superficie, excepto en las zonas donde se presentan las fuentes hidrotermales, que depende de la energía volcánica, en donde la producción primaria, depende de la quimiosíntesis que es desarrollada por especies bacterianas, presentes sobre el sustrato o en los organismos presentes (como en el caso del trofosoma de los Siboglinidae).

Esta zona morfológica de la geografía del fondo marino ocupa más del 70% del área total de los océanos.

La fauna abisal o fauna abisopelágica hacen referencia a todos aquellos animales que habitan en las profundidades abisales de los mares y océanos. Son ciertas especies de animales marinos que nadan libremente, viven y se alimentan en aguas abiertas a dichas profundidades y nunca se aproximan a la superficie, excepto algunas especies. Las insondables profundidades abisales albergan una curiosa fauna con una apariencia monstruosa en su mayor parte. Los animales descritos por los científicos son todavía unos auténticos desconocidos en cuanto a su comportamiento y se sospecha que tan solo se ha descubierto una pequeña parte por lo que cada año se descubren nuevas especies.A partir de 1977, con la aplicación más normalizada de batiscafos, los científicos pudieron comprobar la existencia de estas criaturas a profundidades de más de 2.500 metros de profundidad para superar la gran presión, la mayoría de los peces abisales tienen sus huesos bajo en calcio y poco desarrollados debido a la oscuridad que oscila, además tienen el cuerpo lleno de agua y por eso los líquidos son casi incompresibles y, por lo tanto, los peces pueden aguantar el peso de la columna de agua simplemente manteniendo igualadas las presiones externa e interna. Estos peces, la gran mayoría, también poseen una característica muy peculiar, son ciegos, tienen ojos pero no pueden ver y puede que la oscuridad sea un factor. La única forma que ellos pueden percibir las cosas es a través del olfato.

En algunos lugares, las aguas de estos fondos abisales están calentadas por chimeneas hidrotérmicas que se abren en el fondo marino. A pesar de estos calentadores naturales, en muchos lugares estas temperaturas no superan los 2 grados centígrados. Por lo general, a estas profundidades la temperatura oscila entre 0 °C y -3 °C dependiendo de la profundidad y zona.

No se conoce actualmente cuántas especies distintas habitan estos fondos marinos, pero aquellas que han sido avistadas tienen, generalmente, formas (monstruosas) en relación a los estándares de peces de lugares más superficiales. Además, dicen según los científicos, que estos peces son descendientes de los peces superficiales y son así debido a las condiciones en los que ellos están. Estos tipos de peces tienden al gigantismo debido a las condiciones extremas en las que viven. Crecen muy lentamente, por lo tanto, su metabolismo es también muy lento y viven muchos años. Para salvar la falta de alimento, presentan cambios evolutivos tales como grandes bocas, estómagos deformables, órganos bioluminiscentes, dientes desproporcionados,... ya que su próxima comida no sabe cuando podrá ser.

Entre la fauna de invertebrados encontramos la presencia del fenómeno del gigantismo abisal, ya que hay picnogónidos (arañas de mar) de más de 1,50 m,¹ hay un hidrozoario, con su pólipo de más de 50 cm de altura, y también isópodos de más de 40 cm de tamaño,³ así como especies muy diferentes a las presentes en la superficie, como son grandes esponjas vítreas, así como lirios de mar pedunculados, sésiles de forma primitiva.

Aún quedan muchas por mencionar, que se han descubierto recientemente y no tienen nombre científico aún, pero la tecnología permite actualmente ir conociendo más estas especies inaccesibles.

Latrunculia apicalis 

• Gusano tubícola, Riftia pachyptila: es una de las especies más conocidas de la zona abisal. Éstos gusanos viven en colonias de hasta 2.000 individuos y se ubican a una profundidad de entre 2000 y 2850 metros. Alcanzan los 2 m de largo.

• Pulpo telescopio, Amphitretus pelagicus: se conoce poco acerca de él. Vive entre los 100 y 2000 metros de profundidad y mide 3 dm. Es uno de los animales con su cuerpo transparente lo cual dificulta su ubicación.
• Esponja globo verde, Latrunculia apicalis: descubierto recientemente. Mide 12 cm de altura y se ubica entre los 10 y 1200 m de profundidad.
• Pulpo luminoso, Stauroteuthis syrtensis: su extraña expresión hace que comúnmente se le llame "pulpo tonto". Vive a una profundidad mayor de los 2500 m y mide más de 5 dm de diámetro.

Stauroteuthis syrtensis

Algunos peces abisales son:

• Pez caracol, Careproctus longifilis : su extraña cola le da su nombre y mide alrededor de 15 cm. Vive entre los 1900 y 3000 m de profundidad.

• Pez fútbol, Himantolophus paucifilosus: el curioso cuerpo en forma de balón de este pez le da su nombre. Se encuentra entre los 1000 y 4000 metros de profundidad y una de sus características más significativas es que la hembra llega a medir 45 cm, casi tres veces mayor que el macho.

Stomias boa

• Pez dragón, Stomias boa: es uno de los peces más escalofriantes. Puede llegar a tener los dientes tan largos al punto de no poder cerrar la boca. Se ubica entre los 4000 y 4500 metros y llega a medir 32 cm.

Este tipo de fauna es difícil de observar, debido a la dificultad de descender a estas profundidades. Tsunamis como el de Indonesia o el de Japón sacaron a la luz estos monstruosos pero increíbles animales.

La telomerasa, ¿clave para la "eterna juventud"?

A la izquierda un cromosoma y a la derecha y ampliado, el telómero

Los telómeros son los extremos de los cromosomas. Son regiones de ADN no codificante, altamente repetitivas, cuya función principal es la estabilidad estructural de los cromosomas en las células eucariotas, la división celular, y el tiempo de vida en las estirpes celulares. Asimismo, están involucrados en importantes enfermedades como el cáncer. Los organismos procariotas poseen cromosomas circulares, que no tienen telómeros.

 Fueron descubiertos por Hermann Joseph Muller durante la década de 1930, y junto a Barbara MclClintock  recibieron el Premio Nobel. Desde entonces, se ha avanzado mucho en el conocimiento de los telómeros, gracias a las técnicas de genética molecular (aplificación, uso de la reacción en cadena de la polimerasa o PCR...). 

En un cromosoma, existen dos tipos de ADN:   el ADN codificante, que constituye los genes, es decir, porciones del cromosoma donde se encuentra la información que codifica las proteínas y los ácidos ribonucleicos ribosomales, disperso entre una gran cantidad de ADN no codificante. Entre el ADN no codificante se encuentran el que forma el centrómero y los telómeros de los cromosomas. El centrómero es una porción alargada de ADN que permite que la molécula del ADN se fije al huso mitótico durante la fase M del ciclo celular. Por su parte, los telómeros juegan un importante papel en la vida de las células ya que mantienen la integridad de las terminaciones de los cromosomas impidiendo que se enmarañen y adhieran unos con otros, ayudan a que los cromosomas homólogos se emparejen y entrecrucen durante la profase de la meiosis. Los telómeros humanos y murinos contienen hasta 2.000 veces repetida la secuencia 5' TTAGGG 3'.

En la división celular, la célula duplica el material genético. Uno de los resultados de esta división es el acortamiento progresivo de los telómeros, por lo que los telómeros realizan para la célula una función de "reloj biológico", que marca la vida de la célula.Algunas teorías del envejecimiento y de la carcinogénesis se basan en esta teoría de que los telómeros son como los relojes o temporizadores de la célula, ya que marcan el número de divisiones celulares, hasta que la célula muere. Los fundamentos de estas teorías son:

Acortamiento de telómeros

• El ADN contenido en los telómeros no se replica completamente durante la duplicación del ADN, ya que los enzimas ADN polimerasa solo pueden trabajar en dirección 5'->3'. Para una de las dos hebras (conductora) esto no supone problema, pero para poder duplicar simultáneamente la hebra retrasada (que se presenta en dirección 3'->5') deben formarse los fragmentos de Okazaki. El inicio de cada segmento está constituido por un primer de ARN. Estos son finalmente sustituidos por ADN, sin embargo, el primer del extremo 5' de la hebra no puede ser completado, ya que se requeriría trabajar en dirección 3'->5'. Como consecuencia, el telómero que se va haciendo cada vez más y más corto en cada replicación.
• Los telómeros, en la mayoría de las especies animales y vegetales y en los microorganismos, están constituidos por subunidades cortas de nucleótidos generalmente ricos en timina (T) y guanina(G). En el hombre la secuencia de cada una de estas subunidades es TTAGGG.
• El número de repeticiones es variable según las distintas células de un mismo individuo; sin embargo el promedio de repeticiones suele ser constante para cada especie. En el hombre se calcula que alcanza aproximadamente las 2.000 repeticiones. Según Consulosky Slater.
• La telomerasa es una enzima formada por un complejo proteína-ácido ribonucleico con actividad transcripatasa inversa (es decir, puede sintetizar ADN a partir de una secuencia de ARN que ella misma porta), que es producida en células germinales embrionarias que permite el alargamiento de los telómeros.
• La telomerasa es reprimida en las células somáticas maduras después del nacimiento, lo que producen un acortamiento del telómero después de cada división celular.
• Cuando la longitud del telómero alcanza cierto límite, se interrumpen las mitosis quedando las células en el estadio G0 (G Cero) de su ciclo celular.
• El desgaste del telómero en el transcurso de ciclos celulares, impide su función protectora del cromosoma, con lo que éste se vuelve inestable, se fusiona o se pierde. Las células que presentan estos defectos, no sólo son incapaces de duplicarse, sino que dejan de ser viables y se activan los procesos de apoptosis o muerte celular programada.
• Muchas células cancerosas reactivan la actividad de telomerasa, favoreciendo la proliferación de un clon maligno. Se están estudiando fármacos que inhiben la telomerasa y así detener el crecimiento de las células malignas, por lo que podría ser una nueva diana terapéutica del cáncer. 

 La directora del programa molecular del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) y experta en la telomerasa, la doctora María Blasco, considera que la telomerasa es "una pieza clave" a la hora de hablar de la 'eterna juventud'.

   "Hay evidencias científicas que muestran que en el casos de las células, la telomerasa es suficiente para hacer una célula inmortal, es la fuente de la inmortalidad", afirmó en declaraciones a RNE recogidas por Europa Press, tras conocerse que los estadounidenses Elizabeth H. Blackburn, Carol W. Greider y Jack W. Szostak han sido galardonados con el Premio Nobel de Medicina 2009 por sus descubrimiento sobre los telómeros.

   "En el caso de los organismos más complejos el CNIO demostró el año pasado que la telomerasa es uno de los genes de longevidad, capaz de alargar en un 40 por ciento la vida de los ratones", explicó. Es, por tanto, "uno de los mecanismo de longevidad mejor estudiados y que mejor base científica tienen".

   La telomerasa es un mecanismo básico para la vida, "las células no se pueden mantener sin telomerasa porque permite que el material genético sea estable", advirtió, y, por este motivo, aseguró que este Nobel es un premio "esperado".

   Actualmente, la importancia fundamental de la telomerasa es su implicación en cáncer y envejecimiento. "Las células normales tiene poca telomerasa y se piensa que envejecen precisamente debido a esto y, en cambio, las células tumorales entre las alteraciones más comunes que tienen es tener más telomerasa para así poder dividirse de manera inmortal", explicó.

   En las células tumorales, se piensa que "para que el tumor pueda sobrevivir y crecer de manera indefinida" es necesario la telomerasa, precisamente en los últimos años han aparecido diferente fármacos contra la enfermedad que atacan directamente a la telomerasa.

   Asimismo, la telomerasa está directamente implicada en el envejecimiento y, por tanto, en diversas enfermedades relacionadas con lo que se conocer como 'envejecimiento prematuro'.

   Actualmente el trabajo que desarrolla dentro del CNIO ha contribuido a demostrar el papel de la telomerasa en cáncer y envejecimiento, gracias a la utilización de modelos animales modificados genéticamente.

Telomerasa

La telomerasa es una transcriptasa inversa que sintetiza ADN a partir de un molde de ARN. Se trata de una ribonucleoproteína que contiene en su molécula la secuencia AAUCCC capaz de crear e insertar los fragmentos TTAGGG que se pierden en cada división. En 1998, Bodnar y col introdujeron en dos tipos de células humanas normales, telomerasa-negativas, el gen que codifica la telomerasa. En contraste con las células normales que mostraban senescencia y un acortamiento de los telómeros, los clones expresando la TERT mostraron telómeros elongados, se dividían vigorosamente y mostraron una reducción de la beta-galactosidasa, un biomarcador de la senescencia. Las células transformadas para expresar la TERT mostraron un cariotipo normal y su longevidad ha superado la normal en más de 20 divisiones.

Muchas células cancerosas derivan de células somáticas, y se ha comprobado la presencia de telomerasa en el 75-80% de las líneas tumorales. Esto no quiere decir que la telomerasa induzca el cáncer. Es más, Kathleen Collins de la Universidad de Berkeley en Califormia encontró que enfermos con una enfermedad congénita muy poco frecuente, la disqueratosis congénita, tenían niveles de telomerasa anornalmente bajos, muriendo no obstante en muchos casos de cáncer gastrointestinal. A pesar de esta incongruencia, se sabe que la agresividad de las células tumorales está relacionada con sus niveles de telomerasa y que niveles altos de esta enzima son indicativos de la malignidad del tumor. Recientemente la FDA ha autorizado dos estudios clínicos con telomerasa, uno de ellos encaminado a obtener un mejor diagnóstico del cáncer cervical y el otro para evaluar un fármaco contra la leucemia mieloide.

En Japón, se está siendo utilizado en niños con neuroblastoma 4S. Al parecer estos niños tienen un cáncer metastásico, pero los tumores son telomerasa negativos y aproximadamente el 80% llegan a una remisión espontánea una vez que el tumor ha sido eliminado quirúrgicamente. El estudio identifica los que son telomerasa-positivos, de manera que puedan ser tratados de una manera más agresiva.

Sin duda, la función de los telómeros, así como de la telomerasa y su relación con el cáncer darán lugar a numerosas investigaciones de las que esperamos resultados positivos.

Estudios sobre el cáncer

El cáncer es el producto de mutaciones que liberan a las células de los controles habituales de proliferación y de supervivencia. Una célula del organismo muta por una serie de accidentes al azar y adquiere la capacidad de proliferar sin los impedimentos normales. Su progenie hereda las mutaciones y da lugar a la formación de un tumor que puede crecer ilimitadamente.

 Este control defectuoso de la proliferación celular no es el único defecto de las células cancerosas, pero es una de sus características centrales y esenciales. las mutaciones que dan lugar a células cancerosas defectuosas atacan a dos amplias categorías de genens: los genes de proliferación, los cuales codifican proteínas que normalmente ayudan a estimular la división celular, y los genes de antiproliferación, que codifican proteínas que normalmente ayuden a aplicar los frenos que detienen el ciclo celular en los puntos de control.

Una mutación en un gen de proliferación hace que la proteía producida por el gen se sobreexprese o hiperactive, dando como resultado una multipilicación celular excesiva. entonces, el gen mutante se denomina oncogén, mientras que el gen normal pasa a denominarse proto-oncogén. Sin embargo, una mutación que inactiva un gen de atiproliferación puede liberar a la célula de los impedimentos normales de la multiplicación celular, por lo que el resultado es también una proliferación celular excesiva. Por ello, estos genes son conocidos como genes supresores de tumores. En una célula diploide normal hay dos copias de cada gen supresor de tumores; generalmente para que la célula pierda el control de la proliferación hace falta que se pierdan o se inactiven ambas copias del gen, de manera que generalmente una sola copia es suficiente para regular normalmente el ciclo celular. Por el contrario, para causar un efecto similar es suficiente que una sola copia de un proto-oncogén mute a oncogén. 
Hay muchas clases de proto-oncogenes y de genes supresores de tumores que codifican diferentes tipos de proteínas. Por ejemplo, a partir del gen del factor de crecimiento PDGF se produce un oncogén por mutación de la secuencia control que rige su expresión. Las células que tienen este oncogén producen PDGF normal cuando no deberían hacerlo, de forma que, si también se expresan los receptores de PDGF, se estimularán continuamente a sí mismas a proliferar. Otros oncogenes codifican receptores hiperactivos de factores de crecimiento o de proteínas señalizadoras intracelulares hiperactivas; las células que expresan estos oncogenes se comportan como si estuvieran recibiendo constantemente una señal para proliferar. de manera similar, las mutaciones que afectan a las proteínas reguladoras de la supervivencia celular y de la muerte celular pueden facilitar la aparición de cáncer al permitir que la célula sobreviva en ausencia de señales apropiadas de supervivencia.
Un ejemplo de gen supresor de tumores es el retinoblastoma (Rb); la inactivación de las dos copias de este gen elimina un freno importante del ciclo celular, aumentando drásticamente la probabilidad de cáncer en determinados tejidos susceptibles, en especial la retina. 

El tratamiento del cáncer se sustenta en tres pilares básicos: cirugía, quimioterapia y radioterapia. Existe un cuarto pilar llamado terapia biológica que incluiría la hormonoterapia, inmunoterapia, y nuevas dianas terapéuticas no citotóxicas. El tratamiento del cáncer es multidisciplinar donde la cooperación entre los distintos profesionales que intervienen (cirujanos, oncólogos médicos y oncólogos radioterápicos), es de máxima importancia para la planificación del mismo; sin olvidar el consentimiento informado del paciente. En todo momento, el apoyo emocional es fundamental y la búsqueda de los posibles detonantes psicoemocionales o psicobiológicos.

A veces, dada la incapacidad de la ciencia para curar algunos de los tipos de cánceres más agresivos en estados avanzados de evolución, es preferible renunciar al tratamiento curativo y aplicar un tratamiento paliativo que proporcione el menor grado de malestar y conduzca a una muerte digna. En estos casos, el apoyo emocional es primordial.

En el plan de tratamiento, hay que definir si la intención es curativa o paliativa.

La respuesta al tratamiento puede ser:

•   Completa: Si ha producido la desaparición de todos los signos y síntomas de la     enfermedad
• Parcial: Si se ha producido una disminución mayor del 50% en la suma de los productos de los diámetros perpendiculares de todas las lesiones mesurables.
• Objetiva: Es la respuesta completa o parcial.
• Progresión: Si aparece cualquier lesión nueva o existe un aumento mayor del 25% en la suma de los productos de los diámetros perpendiculares de todas las lesiones mesurables.
• Estable: Si existe crecimiento o reducción del tumor que no cumple ninguno de los criterios anteriores.

Cuando no es posible la medida de las lesiones, los marcadores tumorales son útiles para valorar la respuesta al tratamiento.

Actualmente, muchas son las líneas de investigación que se están siguiendo para curar numerosos tipos de cánceres. El pasado 26 de febrero de 2012,investigadores de la Universidad de Vermont en Estados Unidos han descubierto dos nuevas proteínas en los glóbulos rojos de la sangre que confirman la existencia de dos nuevos grupos sanguíneos, denominados Langerensis (L) y Junior (J). El biólogo Bryan Ballif, quien lideró el estudio, precisó que estos nuevos grupos sanguíneos son frecuentes en Asia, más concretamente en Japón. Según el estudio, más de 50.000 japoneses serían Junior negativo, lo que explicaría la incompatibilidad del feto con la madre, y los problemas a la hora de realizar transfusiones sanguíneas. Uno de los puntos fuertes de este descubrimiento es que podría tener implicaciones en la mejora de algunos tipos de cáncer, ya que estas proteínas recién descubiertas están asociadas con la resistencia a los medicamentos contra esta enfermedad.

Hacía 10 años que no se realizaba un descubrimiento de esta magnitud, por lo que descubrir dos de estas proteínas al mismo tiempo es un gran éxito en la lucha contra diversas enfermedades como el cáncer, rechazos en trasplantes y transfusiones, etcétera.

Existen más técnicas para, bien intentar curar algunos tipos de cánceres, o bien para aliviar los efectos de la quimioterapia y la radioterapia. Muchos estudios afirman que el uso de cannabis de forma terapéutica alivia las náuseas producidas por los tratamientos de quimioterapia y radioterapia. Además, un estudio llevado a cabo por la Universidad Complutense De Madrid, ha mostrado que el cannabis puede tener efectos muy positivos en el tratamiento contra el cáncer, debido a que el principio activo de muchos de sus derivados  es capaz de acabar con las células cancerosas y mantener vivas a las que están sanas. Cabe aclarar que este estudio se ha llevado a cabo en ratas y no en humanos, adémas de generar mucha controversia debido a que el cannabis es una droga psicoactiva con efectos muy perjudiciales contra el organismo (alucinaciones, paranoia, taquicardia, enfermedades mentales graves como psicosis tóxica, agravamiento de enfermedades como la esquizofrenia, reducción del volumen del hipocampo, perdida de memoria, desarrollo de enfermedades del corazón y exacerbación de las mismas...).

Siguiendo una serie de hábitos saludables como no fumar, dieta saludable, evitar la exposición prolongada al Sol y a elementos radioactivos, evitar el sedentarismo,o la  vacunación (la vacuncación contra la hepatitis B puede reducir la incidencia de hepatoma) nos ayudan a prevenir la aparición de cáncer. Se estima que hasta el 50% de los cánceres podrían ser evitables.