Gusanos microscópicos que habitan en el entorno altamente radiactivo de la Zona de Exclusión de Chernobyl parecen exhibir una notable resiliencia, ya que no muestran daños en su ADN debido a la radiación.

Nematodos recolectados en la Zona de Exclusión de Chernobyl. Crédito: Sophia Tintori.

El desastre de 1986 en la planta nuclear de Chernobyl liberó una cantidad significativa de materiales radiactivos en la atmósfera y el suelo, con algunos isótopos que tienen vidas medias muy largas, lo que significa que persistirán en el medio ambiente durante varias décadas más. Y aunque los humanos fueron evacuados, muchas plantas y animales continúan viviendo en la región.

Ahora, un nuevo estudio liderado por investigadores de la Universidad de Nueva York ha revelado que la exposición a la radiación crónica de Chernobyl no ha dañado los genomas de los gusanos microscópicos que viven allí hoy en día. Esto no significa que la región sea segura, advierten los científicos, pero sugiere que estos gusanos son excepcionalmente resistentes.

Impacto en el ADN

En años recientes, se ha descubierto que algunos animales que viven en la Zona de Exclusión de Chernobyl —la región en el norte de Ucrania dentro de un radio de 30 km de la planta de energía— son física y genéticamente diferentes a sus contrapartes en otros lugares, planteando preguntas sobre el impacto de la radiación crónica en el ADN.

«Chernobyl fue una tragedia de escala incomprensible, pero aún no entendemos completamente los efectos del desastre en las poblaciones locales», dijo Sophia Tintori, investigadora postdoctoral en el Departamento de Biología de la Universidad de Nueva York (NYU) y autora principal del estudio publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS). «¿La repentina alteración ambiental seleccionó especies, o incluso individuos dentro de una especie, naturalmente más resistentes a la radiación ionizante?».

Para investigar esto, Tintori y sus colegas recurrieron a los nematodos, gusanos diminutos con genomas simples y reproducción rápida, lo que los hace especialmente útiles para entender fenómenos biológicos básicos.

«Estos gusanos viven en todas partes y se reproducen rápidamente, por lo que pasan por docenas de generaciones de evolución mientras un vertebrado típico aún se está poniendo los zapatos», explicó Matthew Rockman, profesor de biología en la NYU y autor principal del estudio.

«Había visto imágenes de la zona de exclusión y me sorprendió lo frondoso y desbordante que parecía; nunca lo había imaginado rebosante de vida», añadió Tintori. «Si quiero encontrar gusanos particularmente tolerantes a la exposición a la radiación, este es un paisaje que podría haber sido seleccionado para ello».

Los gusanos de Chernobyl

En colaboración con científicos en Ucrania y colegas estadounidenses, incluido el biólogo Timothy Mousseau de la Universidad de Carolina del Sur, quien estudia los efectos de la radiación de los desastres de Chernobyl y Fukushima, Tintori y Rockman visitaron la Zona de Exclusión de Chernobyl en 2019 para determinar si la radiación crónica ha tenido un impacto detectable en los gusanos de la región.

Tintori en la Zona de Exclusión de Chernobyl usando equipo de protección personal para resguardarse contra el polvo y escombros radiactivos. Crédito: Matthew Rockman.

Con contadores Geiger en mano para medir los niveles locales de radiación y equipo personal para protegerse contra el polvo radiactivo, recolectaron gusanos de muestras de suelo, frutas en descomposición y otros materiales orgánicos. Los gusanos fueron recogidos en lugares de la zona con diferentes niveles de radiación, desde bajos niveles similares a los de la ciudad de Nueva York (radioactividad insignificante) hasta sitios de alta radiación comparables al espacio exterior (peligrosos para los humanos, pero no está claro si serían peligrosos para los gusanos).

Después de recolectar muestras en el campo, el equipo las llevó al laboratorio de campo de Mousseau en una antigua vivienda en Chernobyl, donde separaron cientos de nematodos del suelo o la fruta. Luego, se dirigieron a un hotel en Kiev donde, utilizando microscopios de viaje, aislaron y establecieron cultivos de cada gusano.

Tintori mide la radiación en otro sitio donde los investigadores recolectaron gusanos de materia orgánica, incluyendo frutas en descomposición. Crédito: Matthew Rockman.

De vuelta en el laboratorio de la NYU, los investigadores continuaron estudiando los gusanos, lo cual incluyó congelarlos.

«Pudimos criopreservar los gusanos y luego descongelarlos para su estudio posterior. Esto significa que podemos detener la evolución en el laboratorio, algo imposible con la mayoría de los otros modelos animales, y muy valioso cuando queremos comparar animales que han experimentado historias evolutivas diferentes», destacó Rockman.

Enfocaron sus análisis en 15 gusanos de una especie de nematodo llamada Oscheius tipulae, que se ha utilizado en estudios genéticos y evolutivos, secuenciando sus genomas y los comparándolos con aquellos de cinco O. tipulae de otras partes del mundo.

ADN diferente, pero no debido a la radiación

Los científicos se sorprendieron al descubrir que, utilizando varios análisis diferentes, no pudieron detectar una firma de daño por radiación en los genomas de los gusanos de Chernobyl.

«Esto no significa que la zona sea segura; más bien significa que los nematodos son animales realmente resilientes y pueden soportar condiciones extremas», comentó Tintori. «Tampoco sabemos cuánto tiempo estuvo allí cada uno de los gusanos que recolectamos, así que no podemos estar seguros de qué nivel de exposición cada gusano y sus ancestros recibieron en las últimas cuatro décadas».

Rockman observa nematodos bajo un microscopio en un laboratorio improvisado en un hotel de Kiev. Crédito: Sophia Tintori.

Preguntándose si la falta de firma genética se debía a que los gusanos que viven en Chernobyl son inusualmente eficientes en proteger o reparar su ADN, los investigadores diseñaron un sistema para comparar qué tan rápido crecen las poblaciones de gusanos y lo usaron para medir la sensibilidad de los descendientes de cada uno de los 20 gusanos genéticamente distintos a diferentes tipos de daño en el ADN.

Aunque las líneas de gusanos diferían entre sí en cuanto a su tolerancia al daño del ADN, estas diferencias no correspondían a los niveles de radiación en cada sitio de recolección. Sus hallazgos sugieren que los gusanos de Chernobyl no son necesariamente más tolerantes a la radiación y que el paisaje radioactivo no los ha obligado a evolucionar.

Lo que los gusanos pueden enseñarnos sobre nuestra propia biología

Los resultados proporcionan a los autores del estudio pistas sobre cómo la reparación del ADN puede variar de un individuo a otro, y a pesar de la simplicidad genética de O. tipulae, podría conducir a una mejor comprensión de la variación natural en los seres humanos.

Gusanos recolectados en la Zona de Exclusión de Chernobyl, vistos bajo un microscopio. Crédito: Sophia Tintori.

«Ahora que sabemos qué cepas de O. tipulae son más sensibles o más tolerantes al daño del ADN, podemos utilizar estas cepas para estudiar por qué algunas personas son más propensas que otras a sufrir los efectos de los carcinógenos», dijo Tintori.

Cómo diferentes individuos en una especie responden al daño del ADN es una preocupación principal para los investigadores del cáncer que buscan entender por qué algunos humanos con predisposición genética a esta enfermedad la desarrollan, mientras que otros no lo hacen.

«Pensar en cómo los individuos responden de manera diferente a agentes que dañan el ADN en el entorno es algo que nos ayudará a tener una visión clara de nuestros propios factores de riesgo», concluyó.

Fuente: NYU. Edición: MP.

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