Tardigradi, microscopici supereroi: quando piccoli organismi potrebbero aiutare la ricerca medica.

Pubblicato su 16 Marzo 2017 | Da Beatrice Santucci | Biologia

I tardigradi sono minuscoli invertebrati molto diffusi nel nostro pianeta, ma con caratteristiche uniche nel loro genere. Questi animaletti infatti, sono in grado di sopravvivere in ambienti estremamente inospitali (si sostiene addirittura che possano sopravvivere nello spazio per diversi giorni!). Un team di scienziati ha scoperto alcuni dei meccanismi di sopravvivenza di questo piccolo invertebrato, testandone alcuni in tessuto umano, con risultati strabilianti.

Foto di un tardigrado fatta al SEM (fonte: BBC Channel)

Piccoli orsi, grandi doti!

Il gruppo dei tardigradi rappresenta un’insieme di migliaia di specie di questi piccoli e straordinari invertebrati, chiamati anche orsi d’acqua. Non possono passare indifferenti poiché sono caratterizzati da capacità portentose e uniche nel loro genere, infatti sono tra gli animali più studiati sia per la ricerca zoologica che nel campo medico e farmaceutico. Ma cosa avranno di così interessante questi animali?
Caratteristiche. La grandezza media dei tardigradi non supera 1,5 mm, hanno un corpo cilindrico, 4 paia di zampe (in alcune specie retrattili), con piccoli artigli alle estremità. Le sue ridottissime dimensioni gli permettono di attuare una respirazione esclusivamente cutanea,  ha inoltre due piccolissimi stiletti con la quale perforano piante o animali, per poi assorbire le sostanze nutritive. I tardigradi sono stati denominati “orsi d’acqua” dal loro scopritore, Lazzaro Spallanzani, che vedendo la loro camminata lenta e pedante, gli ricordò la tipica andatura dell’orso bruno. Sono diffusi in vari ambienti, con caratteristiche anche molto diverse, troviamo infatti specie acquatiche (sia di mare che d’acqua dolce) e terrestri, presenti dal polo sud, alle fosse oceaniche, e anche ad un altitudine di 6000 metri.

Suggerimenti per la sicurezza con Capitan Tardigrado (fonte foto: Ian Miller Channel)

I “superpoteri”. Ma arriviamo al punto, che cosa avrebbero di così straordinario questi animaletti? Essi possono sopravvivere ad ambienti estremi, dove tutti gli altri animali perirebbero, come ad esempio:

  • Ambienti con forte mancanza d’acqua (resistono molti anni in situazioni di disidratazione);
  • Temperature molto alte o molto basse (dai 151°C ai -200°C);
  • Alti livelli di radiazione, anche di centinaia di volte superiori ai valori che normalmente ucciderebbero un uomo;
  • Basse e alte pressioni;
  • Mancanza di ossigeno (grazie a questa caratteristica e a quella precedente, possono infatti sopravvivere nello spazio per diversi giorni);
  • Raggi UV-A (alcune specie anche ai raggi UV-B).

Per resistere a questi vari e pericolosi ambienti, i tardigradi possono reagire in maniere molto diverse, dalla criptobiosi, alla contrazione per ridurre la superficie corporea (e quindi anche il metabolismo), alla produzione di trealosio, che reagendo con l’acqua forma un gel protettivo per gli organelli.

Quali segreti nascondono questi efficienti e necessari meccanismi di sopravvivenza?

Hashimoto e il suo team. Nel 2016, il genoma di una specie di tardigradi particolarmente resistente agli stress, Ramazzotius varieonatus, è stato sequenziato ad opera di un team di ricercatori con a capo T. Hashimoto. I sequenziamenti avvennero durante una fase di disidratazione, e successivamente di reidratazione. Il confronto tra queste sequenze, ha denotato un aumento di espressione di geni relativi alla reazione da stress (SOD e MRE11), questi sono diffusi anche nei metazoi, ma in numeri notevolmente minori. SOD è un enzima antiossidante, aiuterà quindi l’animale a resistere a stress ossidativi, mentre MRE11 codifica per una proteina riparatrice del DNA. Inoltre molte vie metaboliche riguardanti le segnalazioni di stati di stress, vengono silenziate (anche se normalmente sono altamente conservate). Abbiamo inoltre un’abbondante espressione di proteine appartenenti unicamente al phylum dei tardigradi, atte a proteggere le molecole durante la disidratazione

“Thea tardigrade Queen”, un’opera dell’artista Thomas A. Gieseke

Dsup e le radiazioni. Hashimoto e il suo team, hanno inoltre analizzato il DNA del piccolo R. varieonatus durante e dopo l’esposizione dell’animale a radiazioni, così da individuare i meccanismi di difesa che vengono attivati. Viene così identificata Dsup, una proteina altamente basica (questo la rende adatta ad associarsi al DNA), con filogenesi dubbia. Questa proteina, associandosi al DNA, lo protegge e lo ripara dai danni dati normalmente dalle radiazioni, che sia Dsup il segreto della sopravvivenza dei tardigradi a questo tipo di stress?

Dsup nell’uomo. Per confermare questo possibile ruolo di Dsup, la proteina venne inserita in cellule umane in coltura, esposte poi a raggi X. I risultati sono strabilianti, infatti le cellule hanno subito il 40% di danni in meno! Questo apre un possibile percorso medico importantissimo, infatti una possibile riparazione e protezione del DNA potrebbe giocare un ruolo fondamentale nella battaglia contro il cancro, l’invecchiamento cellulare e un’importante prevenzione per i lavoratori presso impianti nucleari.

 

 

Ti piace questo articolo? Condividilo!

Info sull'Autore

Beatrice Santucci
Toscana DOC, ho sempre vissuto nell'appennino tosco-emiliano, in un piccolo paesino di campagna situato nella provincia di Arezzo. Sono cresciuta in mezzo alla natura, sempre circondata da numeri animali domestici, soprattutto gatti (non ricordo nemmeno che sensazione si prova a dormire senza essere disturbati). Ho sviluppato un forte interesse per l'arte, la musica (suono MALE il pianoforte fin da piccola, e ultimamente per la gioia dei miei vicini mi sono appassionata anche all'ukulele), inoltre sono appassionata di cinema e di cucina (uso come cavie amici e parenti). Mi sono laureata in Scienze Naturali a Bologna, nel 2016, mentre adesso sto seguendo i corsi della Laurea Magistrale in Biodiversità ed Evoluzione, sognando un futuro da zoologa. Congiungere le passioni creative, con quelle scientifiche non è mai stato facile, ma sostengo che la scienza e la creatività siano strettamente correlate (in vari e spesso buffi modi!). La divulgazione scientifica mi ha sempre affascinato, oltre ad aumentare la sensibilità sulla situazione ambientale, è necessaria per farci godere appieno le meraviglie che la natura contiene, ma che spesso diamo per scontate.

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *