El patrón del citoesqueleto sobrevive y se convierte en parte del nuevo animal
Pocos animales pueden igualar la resiliencia de la humilde hidra. Los pequeños animales tentaculados de agua dulce se pueden, literalmente, triturar en pedazos y regenerar en animales sanos. Un estudio publicado el 7 de febrero en Cell Reports sugiere que los trozos de hidras tienen memoria estructural que les ayuda a dar forma a su nuevo plan corporal de acuerdo con el patrón heredado por el "esqueleto" del animal. Anteriormente, los científicos pensaban que sólo las señales químicas decían a una hidra donde debían formar sus cabezas y/o pies.
Las hidras regeneradoras utilizan una red de fibras de proteínas duras y fibrosas, llamadas el citoesqueleto, para alinear sus células. Cuando las piezas son cortadas o arrancadas de las hidras, el patrón del citoesqueleto sobrevive y se convierte en parte del nuevo animal. El patrón genera una pequeña pero potente cantidad de fuerza mecánica que muestra a las células donde alinearse. Esta fuerza mecánica puede servir como una forma de "memoria" que almacena información sobre la disposición del cuerpo del animal. "Hay que pensarlo como parte del proceso de definición del patrón y no sólo de un resultado", dice el autor principal, Kinneret Keren, biofísico del Technion, Institute of Technology de Israel.
Cuando las piezas de la hidra comienzan el proceso de regeneración, los trozos de hidra se pliegan en pequeñas bolas, y el citoesqueleto tiene que encontrar un equilibrio entre mantener su forma antigua y adaptarse a las nuevas condiciones. "Si tomas una tira o un fragmento cuadrado y lo conviertes en una esfera, las fibras tienen que cambiar o estirar mucho para hacer eso", explica Keren. Sin embargo, algunas porciones conservan su patrón. A medida que la pequeña bola de tejido de hidra se estira en un tubo y crece una boca con un anillo de tentáculos, las nuevas partes del cuerpo siguen la plantilla establecida por el citoesqueleto en fragmentos de la hidra original.
La principal estructura del citoesqueleto en la hidra adulta es una serie de fibras alineadas que abarcan todo el organismo. La alteración del citoesqueleto es suficiente para interrumpir la formación de nuevas hidras, hallaron los investigadores. En muchos sentidos, el citoesqueleto es como un sistema de cables tensos que ayuda a la hidra a mantener su forma y función. En un experimento, los investigadores cortaron la hidra original en anillos que se doblaron en bolas que contenían múltiples dominios de fibras alineadas. Esas piezas en forma de anillo se convirtieron en hidras de dos cabezas. Sin embargo, el anclaje de los anillos de hidra a los hilos rígidos resultó en hidras sanas de una sola cabeza, lo que sugiere que las retroalimentaciones mecánicas promueven el orden en el animal en desarrollo.
Las hidras son mucho más simples que la mayoría de sus primos en el reino animal, pero el patrón básico de las fibras citoesqueléticas alineadas es común en muchos órganos, incluyendo los músculos humanos, el corazón y las tripas. Estudiar la regeneración de la hidra puede conducir a una mejor comprensión de cómo se integra la mecánica con las señales bioquímicas para formar tejidos y órganos en otras especies. "El citoesqueleto de actomiosina es el principal generador de fuerza a través del reino animal", dice Keren. "Esto es muy universal".
Artículo científico: Structural Inheritance of the Actin Cytoskeletal Organization Determines the Body Axis in Regenerating Hydra
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