Descobren como naceu a primeira célula sanguínea hai 700 millóns de anos
Recreación artística dunha célula primitiva mariña / Nano Banana/Scruzcampillo
Sabemos que fai un macrófago. Sabemos que os glóbulos vermellos viven uns 120 días, que as plaquetas selan as feridas e que os linfocitos T aprenden a distinguir o propio do estraño. O que non sabiamos, ata o de agora, era cando comezou todo isto nin en que orde se construíu. Un equipo da Universidade de Kioto reconstruíu por primeira vez a árbore xenealóxica completa das células sanguíneas e datou as súas primeiras ramas nuns 700 millóns de anos, cando os primeiros animais multicelulares comezaban a tomar forma nos mares do planeta. O estudo publicouse en Proceedings of the National Academy of Sciences.
A resposta é máis antiga que calquera vertebrado, que calquera insecto, que calquera planta vascular. Nese momento en que a vida aínda debatía que forma quería ter, algo na bioloxía dos nosos devanceiros unicelulares decidiu que necesitaban gardiáns internos. Organismos sen tecidos, sen órganos, sen sistema nervioso, capaces con todo de xerar células con funcións defensivas. E ese deseño foi tan eficaz que a evolución, en lugar de substituílo, foi ampliando durante sete séculos de millóns de anos.
O punto de partida do estudo era metodolóxico. Para rastrexar a orixe dun tipo celular a través de centos de millóns de anos non basta con comparar morfoloxías nin con observar que células se parecen superficialmente a outras. O equipo liderado por Hiroshi Kawamoto desenvolveu un método novo de comparación de perfís de expresión xénica entre distintas liñaxes celulares e distintas especies animais, incluíndo organismos unicelulares, co obxectivo de construír árbores filoxenéticas non de organismos completos, senón de tipos celulares específicos.
Cando compararon as distintas liñaxes humanas de células sanguíneas cos perfís de organismos unicelulares, o resultado foi inequívoco. De entre todos os tipos celulares que forman o sangue, os macrófagos son os que gardan maior parecido cos organismos unicelulares que deron orixe aos animais. A partir de aí, rastrexando o xene FOS, un marcador presente en células sanguíneas de especies moi distintas, o equipo chegou ata un devanceiro unicelular de hai 700 millóns de anos. Nese organismo dunha soa célula xa estaba a semente do que hoxe chamamos sistema hematopoético.
O que isto implica vai máis aló da data. Un macrófago non é só unha célula que devora patóxenos: é tamén o deseño máis antigo e versátil do sistema inmune, capaz de fagocitar, de coordinar respostas e de segregar sinais. Que ese deseño sexa o punto de partida evolutivo de todo o sangue non é un accidente, senón o sinal de que a primeira necesidade que tivo que resolver a vida multicelular foi precisamente esta: recoñecer e eliminar o que ameazaba ao organismo desde dentro.
Coa orixe establecida, a análise permitiu reconstruír a orde en que se diversificaron as distintas liñaxes. Os macrófagos foron a primeira célula sanguínea propiamente dita; a partir deles diverxeron as células cebadas, que á súa vez deron lugar aos precursores dos linfocitos T e aos glóbulos vermellos. Os linfocitos B separáronse da liñaxe dos macrófagos nun momento posterior, cando as células cebadas xa existían como liñaxe independente.
Nesa reconstrución participa, desde o Institut de Biologia Evolutiva de Barcelona, o primeiro autor do traballo, Yosuke Nagahata. A conclusión que extrae é difícil de sacudirse: os mecanismos de diferenciación que converten unha célula nai nun macrófago, nun linfocito T ou nun glóbulo vermello non se inventaron de cero cando apareceron os animais. Construíronse sobre material xenético herdado de organismos que vivían sen tecidos nin órganos, e que xa necesitaban defenderse. Os animais non crearon o sistema inmune: herdárono e o complejizaron.
O valor do traballo non é só xenealóxico. O método desenvolvido polo equipo podería aplicarse para rastrexar as orixes evolutivas de enfermidades como o cancro, cuxa progresión tamén implica alteracións nos mecanismos de diferenciación celular. Comprender como evolucionaron esas vías, en que organismo se estableceron e cando diverxeron podería ofrecer novas pistas sobre por que determinadas liñaxes celulares son máis susceptibles de malignizarse que outros, e por que algúns tipos de cancro son máis agresivos ou máis resistentes ao tratamento.
Recreación artística da árbore filoxenética das células sanguíneas, desde a súa orixe unicelular fai 700 millóns de anos ata as distintas liñaxes actuais. Ilustración xerada con IA. Foto: Nano Banana / Scruzcampillo.
Convén ser precisos sobre o alcance. A análise baséase en comparacións computacionais de perfís de expresión xénica, o que permite construír hipóteses filoxenéticas sólidas, pero que requiren verificación experimental directa en cada liñaxe. E é que non todos os grupos animais teñen os seus perfís de expresión xénica igualmente documentados. A árbore presentada é o máis completo ata a data, aínda que a bioloxía evolutiva das células sanguíneas seguirá axustándose a medida que haxa máis datos dispoñibles de grupos menos estudados.
Iso que queda por completar ten unha escala formidable. Hai máis de 30 filums animais, cada un cos seus propios tipos celulares e os seus propios xenes de diferenciación. En moitos deles, os datos de expresión xénica son aínda insuficientes para este tipo de análise comparativa. A árbore que Kawamoto e Nagahata trazaron é, por agora, o máis detallado para os vertebrados. Para o resto da árbore da vida, aínda quedan ramas en branco.
FONTE: Santiago Campillo Brocal/muyinteresante.com