¿Qué son las células germinales humanas y cómo un gusano ayuda a estudiarlas?

Todos los organismos vivos estamos formados por células; algunos por una sola como los protozoarios, bacterias, arqueas y ciertas algas, pero la mayoría, estamos constituidos por miles de células distintas.

En particular, el cuerpo humano está formado por miles de millones de células que se especializan en diferentes funciones vitales  y dan origen a los tejidos, órganos  y sistemas. Cada célula, además de realizar las funciones propias de un ser vivo  (nutrirse, crecer, reproducirse y morir), también lleva a cabo otras funciones específicas, por ejemplo, las que corresponden a un tejido.

Uno de los procesos que realizan las células es que se autoeliminan de forma controlada, este proceso es conocido como muerte celular programada o apoptosis. Esto es muy importante en distintos procesos del organismo humano, como en el desarrollo embrionario y en el mantenimiento de algunos tejidos.

En los organismos pluricelulares, las células se dividen en somáticas y germinales. Las primeras son las que se encargan de la formación de tejidos y órganos. En los seres humanos, este tipo de células son diploides, es decir, contienen dos conjuntos de cromosomas, uno heredado del padre y otro de la madre. Las mutaciones en el ADN en las células somáticas pueden afectar a la persona, pero no se transmiten a su descendencia.

Mientras que las células germinales son las que se encargan de la formación de los gametos, es decir, los óvulos y los espermatozoides por lo que contienen información genética que puede ser transmitida al embrión, asegura la doctora  Rosa Estela Navarro, investigadora del Instituto de Fisiología Celular de la UNAM.

Su trabajo en el laboratorio consiste en analizar y tratar de entender la biología de un gusano no patógeno de vida libre que se alimenta de bacterias: Caenorhabditis elegans.

Este organismo sólo mide un milímetro de largo y es transparente, esta última característica permite observar su desarrollo bajo el microscopio, por ejemplo, cómo se forman sus óvulos y espermatozoides, ya que este gusano es hermafrodita.

Dos terceras partes de los genes de este nemátodo son parecidos a los del ser humano, por ende, su estudio permite entender, entre otros procesos, cómo se forman nuestros células y gametos (óvulos y espermatozoides) y cómo codifican nuestros genes.

A este gusano se le pueden agregar o quitar determinados genes y observar la respuesta en vivo, asegura la también Jefa del Departamento de Biología Celular y Desarrollo.

Los estudios de este gusano han dado origen a tres premios Nobel:

1.Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 2002 otorgado conjuntamente a Sydney Brenner, John Sulston y Bob Horvitz por sus estudios sobre el desarrollo y la muerte celular programada en el Caenorhabditis elegans.

2. Premio Nobel de Fisiología y Medicina 2006 a Andrew Z. Fire y Craig C. Mello por una serie de experimentos realizados en el gusano C. elegans en el campo de la genética, que incluyen el descubrimiento de un mecanismo fundamental para controlar el flujo de información genética. 

3. Premio Nobel de Química 2008 a Martin Chalfie, Osamu Shimomura y Roger Y. Tsien por el descubrimiento y desarrollo de la proteína verde fluorescente (GFP), una herramienta de trabajo muy importante en la biocencia moderna. Chalfie, demostró su utilidad a la hora de 'iluminar' distintos fenómenos biológicos. Uno de sus primeros experimentos consistió en colorear seis células de Caenorhabditis elegans.

Cómo afecta el estrés a las células germinales

Una de las líneas de investigación de la doctora Navarro es identificar cómo afecta el estrés a las células germinales. Para ello, someten a los gusanos a una temperatura de 30 grados centígrados —ya que su temperatura ideal es entre 15 y 20 grados— o a ayunos prolongados.

Este organismo tiene cuatro etapas larvarias o de desarrollo antes de ser adulto. Durante la cuarta etapa produce espermatozoides, es decir, todas sus células germinales dan origen a espermatozoides.

Cuando se vuelve adulto, sólo produce ovocitos (célula reproductora femenina que se convertirá en un óvulo maduro). Es durante la adultez que la doctora Navarro y su equipo analizan las distintas respuestas de las células germinales ante el estrés.

Se ha observado que bajo el estrés el número de células germinales que mueren es mucho mayor, esto ha conducido a la comunidad científica a tratar de entender los mecanismos de regulación de la muerte de células germinales al momento de formarse los ovocitos.

Normalmente cuando se forman los óvulos, el 50% de las células son eliminadas por muerte celular programada. Aunque no se sabe por qué se mueren, se piensa que las células que son eliminadas heredan su citoplasma al ovocito en formación.

Los hallazgos derivados del estudio de C. elegans podría tener impactos positivos en los seres humanos, concluye Rosa Estela.

"Nuestro enfoque nos conduce a entender los mecanismos de regulación de la muerte en esas células. Eso podría llevarnos a comprender lo que ocurre en personas que sufren de esterilidad y, en un futuro, generar terapias génicas para tener hijos o bien descubrir mejores métodos anticonceptivos".