criptobiosis
La criptobiosis o anabiosis es un estado de vida metabólico en el que entra un organismo en respuesta a condiciones ambientales adversas, como la desecación , la congelación y la deficiencia de oxígeno . En el estado criptobiótico, todos los procesos metabólicos medibles se detienen, impidiendo la reproducción , el desarrollo y la reparación. Cuando las condiciones ambientales vuelvan a ser hospitalarias, el organismo volverá a su estado metabólico de vida como era antes de la criptobiosis.
La anhidrobiosis es la forma de criptobiosis más estudiada y se presenta en situaciones de extrema desecación . El término anhidrobiosis deriva del griego para "vida sin agua" y se usa más comúnmente para la tolerancia a la desecación observada en ciertos animales invertebrados como los rotíferos bdeloideos , los tardígrados , los camarones en salmuera , los nematodos y al menos un insecto, una especie de quironómido ( Polypedilum vanderplanki ). Sin embargo, otras formas de vida exhiben tolerancia a la desecación. Estos incluyen la planta de resurrección Craterostigma plantagineum , [1]la mayoría de semillas de plantas, y muchos microorganismos como la levadura de panadería . [2] Los estudios han demostrado que algunos organismos anhidrobióticos pueden sobrevivir durante décadas, incluso siglos, en estado seco. [3]
Los invertebrados que experimentan anhidrobiosis a menudo se contraen en una forma más pequeña y algunos proceden a formar un azúcar llamado trehalosa . La tolerancia a la desecación en las plantas está asociada a la producción de otro azúcar, la sacarosa . Se cree que estos azúcares protegen al organismo del daño por desecación. [4] En algunas criaturas, como los rotíferos bdeloides, no se ha encontrado trehalosa, lo que ha llevado a los científicos a proponer otros mecanismos de anhidrobiosis, que posiblemente involucren proteínas intrínsecamente desordenadas . [5]
En 2011, se demostró que Caenorhabditis elegans , un nematodo que también es uno de los organismos modelo mejor estudiados, sufre anhidrobiosis en la etapa de larva dauer . [6] Investigaciones posteriores que aprovecharon las herramientas genéticas y bioquímicas disponibles para este organismo revelaron que, además de la biosíntesis de trehalosa, hay un conjunto de otras vías funcionales involucradas en la anhidrobiosis a nivel molecular. [7] Estos son principalmente mecanismos de defensa contra especies reactivas de oxígeno y xenobióticos , expresión de proteínas de choque térmico y proteínas intrínsecamente desordenadas , así como biosíntesis de ácidos grasos poliinsaturados.y poliaminas . Algunos de ellos se conservan entre plantas y animales anhidrobióticos, lo que sugiere que la capacidad anhidrobiótica puede depender de un conjunto de mecanismos comunes. Comprender estos mecanismos en detalle podría permitir la modificación de células, tejidos, órganos o incluso organismos no anhidrobióticos para que puedan conservarse en un estado seco de animación suspendida durante largos períodos de tiempo.
A partir de 2004, tal aplicación de la anhidrobiosis se aplica a las vacunas . En las vacunas, el proceso puede producir una vacuna seca que se reactiva una vez que se inyecta en el cuerpo. En teoría, la tecnología de vacunas secas podría usarse en cualquier vacuna, incluidas las vacunas vivas como la del sarampión. También podría adaptarse potencialmente para permitir la liberación lenta de una vacuna, eliminando la necesidad de refuerzos. Esto propone eliminar la necesidad de refrigerar las vacunas, haciendo que las vacunas secas estén más disponibles en todo el mundo en desarrollo donde la refrigeración, la electricidad y el almacenamiento adecuado son menos accesibles. [8]
Basada en principios similares, la lioconservación se ha desarrollado como una técnica para la conservación de muestras biológicas a temperatura ambiente. [9] [10] La liopreservación es una estrategia biomimética basada en la anhidrobiosis para preservar las células a temperatura ambiente. Se ha explorado como una técnica alternativa para la crioconservación . La técnica tiene las ventajas de poder conservar muestras biológicas a temperatura ambiente, sin necesidad de refrigeración ni uso de temperaturas criogénicas. [11] [12]
