En el Instituto de Tecnología de California, en Pasadena, el investigador del HHMI, Paul Sternberg encontró recientemente otra conexión entre el comportamiento social de los gusanos y las enfermedades humanas. Sternberg ha estado interesado por muchos años en los genes que controlan el desarrollo de los órganos sexuales de C. elegans. Este tema le ha dado muchas satisfacciones inesperadas, que van desde resultados importantes sobre un gen cancerígeno hasta el reciente descubrimiento de una mutación genética que ofrece pistas sobre una enfermedad humana renal.

Al principio, mientras trabajaba en el laboratorio de Robert Horvitz en los años 80, Sternberg se centró en los gusanos hermafroditas. Estos gusanos tienen una vulva y son, en realidad, hembras que también producen algo de espermatozoides, con el cual fertilizan su primera tanda de huevos internamente. (De ahí en adelante, reciben los espermatozoides principalmente de los machos, teniendo de este modo mayores posibilidades de producir crías.)

Algunos hermafroditas mutantes no pueden desarrollar la vulva. Después que ellos mismos fertilizan sus óvulos, no tienen ninguna manera de poner los huevos. Entonces, los huevos se incuban dentro de los cuerpos de los gusanos y las larvas proceden a devorar a sus madres.

Sternberg y Horvitz descubrieron tres genes que estaban involucrados en este error. Para su asombro, encontraron que uno de estos genes pertenecía a la notoria familia de protooncogenes RAS —genes que cuando mutan pueden causar cáncer—. Los genes mutantes RAS fueron identificados originalmente en cánceres humanos de colon, de hígado, de pulmones y de vejiga, así como en algunas leucemias, pero los investigadores no tenían ni idea de lo que hacía RAS o a través de qué vía actuaba.

Las respuestas provinieron del descubrimiento de que los genes RAS en tumores humanos contienen la misma mutación que evitaba que los gusanos desarrollaran la vulva. La mutación humana RAS también era increíblemente similar a una mutación que prevenía el desarrollo normal del ojo de la mosca de la fruta.

Luego, Sternberg comenzó a estudiar a los C. elegans machos, que son considerablemente más pequeños que los hermafroditas. Normalmente, cuando un gusano macho se encuentra con un hermafrodita, se le acerca, acomoda su cola, la cual contiene estructuras sensoriales, se alinea con el hermafrodita y desliza a lo largo de su cuerpo hasta que localiza su vulva. Después, inserta dos espículas en la vulva para estabilizarse y transfiere los espermatozoides.

Mientras buscaban genes que controlan cada paso en esta elaborada rutina, Sternberg y su colega Maureen Barr se encontraron con machos que actuaban de forma extraña en presencia de hermafroditas. Barr notó que algunos de estos gusanos machos se deslizaban y no alcanzaban la vulva de los hermafroditas, como si no notaran su presencia. Los investigadores, luego, identificaron el gen que era responsable de este comportamiento inusual y lo llamaron lov-1 (por localización de la vulva). Probaron su función demostrando que si inyectaban una copia normal del gen en los gusanos mutantes machos, éstos encontraban la vulva sin dificultad y se apareaban normalmente.

Sin embargo, cuando los investigadores compararon la secuencia de ADN de lov-1 con varias bases de datos genéticas, casi no pudieron creer lo que encontraron: lov-1 se correspondía mucho con PKD1, gen humano que se sabe está involucrado en la enfermedad renal poliquística.

"Ésta fue una sorpresiva confluencia entre las dos distintas áreas", dice Sternberg. Aunque la enfermedad renal poliquística es un trastorno hereditario bastante común, todavía se la comprende muy poco. Los científicos saben que un defecto en PKD1 produce la formación de quistes en el riñón y que esta condición potencialmente fatal afecta a más de 12 millones de personas en todo el mundo. Pero no han podido comprender lo que hace normalmente PKD1, cómo la mutación lleva a la formación de quistes o cómo se puede tratar la enfermedad.

"La ventaja de trabajar con C. elegans es que podemos hacer numerosos experimentos y mucho más rápidamente que en células mamíferas", dice Sternberg. "Sería fantástico encontrar más genes que funcionen junto a lov-1 en el gusano, dado que esos genes también podrían funcionar juntos en el riñón".

— Maya Pines

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Paul Sternberg clasifica diapositivas que muestran el extraño comportamiento de gusanos sexualmente incompetentes...

Foto: Kay Chernush

En un apareamiento normal, el macho se detiene en la vulva del hermafrodita y se prepara para insertar sus espículas en la vulva (recuadro) para poder transferir los espermatozoides.

Imagen: Katharine S. Liu y Paul W. Sternberg, Neuron, vol. 14, No. 1, tapa, enero 1995, ©1995 por Cell Press

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