Una tecnología para crear un animal… que no necesita respirar

Una ley biológica inquebrantable, por ahora, es la de que los seres vivos necesitan respirar. Cada uno lo hace con estructuras o aparatos específicos. Los animales, en particular, toman oxígeno del ambiente, mientras que las plantas utilizan la luz del sol ara generarlo. Y eso es imposible para los animales. Repetimos, por ahora. Porque un equipo de expertos de la la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich ha creado un animal que no necesita respirar.

La historia de este avance tiene un poco de Frankenstein, de tecnología, ciencia y experimentación. Todo comenzó con el grupo de investigación liderado por el neurocientífico Hans Straka. El equipo lleva años investigando en el consumo de oxígeno en el cerebro y utilizan una técnica bien establecida en la que extraen la cabeza de un renacuajo y lo mantienen vivo y funcional durante un par de días en un ambiente líquido que suministra tanto oxígeno como nutrientes.

Durante un almuerzo, Straka y el biólogo de plantas de LMU, Jörg Nickelsen, empezaron a hablar sobre cómo podrían trabajar juntos en un proyecto. La solución: investigar si sería posible que los microorganismos fotosintéticos suministraran oxígeno al cerebro. Y lo consiguieron.

En un estudio publicado en iScience, los expertos describen un modo de aprovechar la fotosíntesis para suministrar oxígeno a las neuronas: inyectaron cianobacterias o algas verdes en los renacuajos de Xenopus laevis y privaron a los animales de oxígeno, lo que provocó que cesara la actividad cerebral. La exposición de los animales a la luz, que permitió a los microbios producir oxígeno a partir del CO2, restauró la actividad neuronal.

Para conseguir esto contaron con los conocimiento de Myra Chávez Rosas, quien cultivó algas verdes (Chlamydomonas reinhardtii) y cianobacterias, que producen oxígeno al iluminarse. Luego inyectaron una mezcla de algas o cianobacterias en los corazones de los renacuajos. Sus corazones bombearon los microbios a través del sistema circulatorio de los animales, incluso en el cerebro.

El equipo descubrió que tras la iluminación, la concentración de oxígeno en los ventrículos de los animales inyectados aumentaba. Los animales no tratados o aquellos que recibieron cepas de algas o cianobacterias que fueron mutadas para no producir oxígeno, no tuvieron un aumento en la concentración de oxígeno.

Aunque el experimento fue un éxito, Chávez Rosas señala que no está claro si los hallazgos podrían traducirse para tratar afecciones en las que el cerebro carece de oxígeno. También hay que tener en cuenta que si bien la falta de oxígeno puede ser un problema, el exceso de oxígeno puede potenciar las lesiones cerebrales. De este modo, el siguiente paso es probar la técnica en organoides cerebrales.

En un comunicado de la universidad Straka reconoce que la investigación aún se encuentra en las primeras etapas y que llevar la estrategia a la clínica está “muy lejos”. A corto plazo, su equipo se centrará en varias preguntas, incluidos los efectos inmunológicos de la introducción de microorganismos fotosintetizadores y si los azúcares que producen los microbios pueden ser utilizados por los cerebros de los renacuajos.”Durante la última década, se han desarrollado numerosos proyectos en los que se ha intentado establecer asociaciones simbióticas artificiales con las algas, con el fin de aumentar de alguna manera o manipular la fisiología de los vertebrados, que es realmente radical. Pero las posibles implicaciones también son fascinantes: ¿podemos evitar la respiración como una forma de mantener nuestro cerebro en funcionamiento?”.