Cómo un animal prehistórico puede ser un aliado inesperado de la neurociencia

Con su peculiar boca en forma de ventosa y más de cien dientes, la lamprea marina fue históricamente objeto de temor entre pescadores y comparada con seres sacados de películas de terror.

Sin embargo, este animal prehistórico está revolucionando la neurociencia y la medicina moderna: su capacidad para regenerar el sistema nervioso y la similitud genética con los humanos la convierten en un modelo clave para analizar en detalle procesos neuronales, según informa Smithsonian Magazine.

La lamprea marina (Petromyzon marinus) es uno de los peces más antiguos del mundo, con una evolución que se remonta a 500 millones de años. Equipos de instituciones como la Universidad de Chicago y el Stowers Institute for Medical Research la convirtieron en objeto de estudio con el objetivo de descifrar la regeneración neuronal y el funcionamiento del sistema nervioso.

En su fase larval, se alimenta por filtración, pero en la adultez se convierte en un parásito de peces como truchas y salmones, con un accionar que podría compararse (a grandes rasgos) con las sanguijuelas.

Ha sobrevivido a extinciones masivas, como la causada por el asteroide que aniquiló el 80% de la vida en la Tierra hace 66 millones de años. Y su posición basal en el árbol evolutivo de los vertebrados la convierte en una especie clave para entender la evolución de rasgos como la mandíbula, las extremidades y el cráneo.

Robb Krumlauf, director científico emérito del Stowers Institute for Medical Research, lo resume así: “La lamprea ofrece una oportunidad de asomarse al pasado, como si fuera un fósil viviente”.

Herramienta fundamental para investigar el sistema nervioso

El interés científico por la lamprea comenzó en la década de 1830, cuando se estudiaron sus células nerviosas para comprender la médula espinal. El avance crucial se produjo en 1959, cuando se documentó que podía regenerar neuronas de la médula espinal y recuperar la movilidad después de una lesión.

El tamaño de sus células y sinapsis permite observar y registrar procesos neuronales inaccesibles en otras especies. “Las sinapsis son tan grandes que se pueden ver y registrar con mucha facilidad”, explicó Jennifer Morgan, neurocientífica de la Universidad de Chicago, para Smithsonian Magazine.

Además, la lamprea comparte con los humanos un repertorio molecular y genético semejante, lo que permite trasladar hallazgos entre ambos organismos con mayor eficacia.

La facilidad de acceso a lampreas para la investigación se dio tras su invasión de los Grandes Lagos en Norteamérica. Esta especie, originaria del Atlántico, logró atravesar la barrera de las cataratas del Niágara luego de la construcción de canales en los siglos XIX y XX. Desde entonces, la lamprea causó graves daños a la pesca comercial, llegando a destruir hasta 18 kilogramos de peces por ejemplar cada año.

Esta problemática impulsó a la Comisión de Pesca de los Grandes Lagos a financiar investigaciones para controlar la plaga, lo que facilitó la entrega de ejemplares vivos a los laboratorios. “Las pesquerías de los Grandes Lagos las recolectaban y querían que los científicos las estudiaran más a fondo”, recordó Krumlauf. Así, los laboratorios reciben ejemplares capturados en la naturaleza y enviadas en neveras para su análisis.

Uno de los mayores aportes de la investigación con lampreas es la comprensión de la regeneración en el sistema nervioso central. Cuando los científicos cortan la médula espinal de una lamprea, el animal queda paralizado, pero con el tiempo logra restablecer las conexiones nerviosas y recuperar la función motora.

Aunque las conexiones no se restauran exactamente igual, las células crecen de forma flexible para compensar el daño. Esta capacidad, que en mamíferos solo aparece en el sistema nervioso periférico, abrió caminos para investigar tratamientos en humanos.

“Cuando las lampreas regeneran la médula espinal y recuperan la función, utilizan muchos de los mismos cambios en la expresión génica que ocurren durante la regeneración del sistema nervioso periférico en mamíferos”, afirmó Morgan. La razón por la cual los humanos no pueden replicar este proceso sigue siendo uno de los grandes misterios de la neurociencia.

Más allá del cerebro: un modelo para enfermedades y evolución

El modelo de la lamprea también resulta clave para investigar enfermedades neurodegenerativas, como el Parkinson. El equipo de Morgan analiza el efecto de la acumulación de ciertas proteínas asociadas al avance de la enfermedad sobre las sinapsis de la lamprea. Inyectando esas proteínas y observando la reacción del sistema nervioso, los científicos identifican posibles dianas terapéuticas para su tratamiento en humanos.

Además, la investigación sobre la retina de la lamprea —liderada por Yi-Rong Peng en la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA)— evidenció similitudes con la retina de otros vertebrados, lo cual sugiere que la visión retiniana evolucionó muy temprano en la línea de los vertebrados. Según el medio, estos hallazgos permiten entender la degeneración que conduce a la ceguera.

El aporte de la lamprea marina a la investigación biomédica va más allá de la neurociencia. Su estudio permitió esclarecer etapas clave de la evolución de los vertebrados y ofrece un modelo para analizar el desarrollo de anomalías craneofaciales en humanos. La antigüedad evolutiva, la capacidad regenerativa y la similitud genética con los humanos la convierten en un recurso insustituible para la ciencia, como remarca Smithsonian Magazine.

Hoy, la lamprea marina dejó de ser un simple problema para la pesca y se consolidó como una aliada inesperada en la solución de retos médicos complejos. El análisis de este animal dirige a los científicos hacia aspectos insospechados de la biología humana y abre nuevas rutas para la investigación y la medicina.