¿Estudiar la esquizofrenia en las plantas? Los investigadores le están dando una oportunidad

¿Qué pasaría si los científicos pudieran estudiar las enfermedades psiquiátricas humanas en las plantas? Los investigadores de Yale creen que es posible y han dado un primer paso importante. En un estudio publicado el 2 de junio en Ciencias de la vida celular y molecularinvestigaron un gen muy similar tanto en plantas como en mamíferos y observaron cómo afecta el comportamiento en cada uno.

Tamas Horvath, profesor de Medicina Comparada Jean and David W. Wallace y autor principal del estudio, ha estado pensando en esta posibilidad durante algún tiempo.

«Hace años, comencé a interesarme en esta idea de que todo organismo vivo debe tener alguna homología, alguna similitud en cómo son o qué hacen», dijo.

Cuando comenzó a estudiar el comportamiento y las mitocondrias, estructuras especializadas dentro de las células que generan energía, esta idea volvió a él. Pensó que si uno pudiera alterar los genes mitocondriales en los animales y ver qué comportamientos cambiaron, y luego intentar lo mismo con genes similares en las plantas, eventualmente podría ser posible comprender mejor el comportamiento humano a través del estudio de las plantas. Si lleva esa idea un paso más, dijo Horvath, tal vez sea posible, por ejemplo, desarrollar una planta similar a la esquizofrénica.

«Si pudieras desarrollar un modelo de este tipo, eso significa que tendrías especies alternativas, no solo mamíferos, con las que probar aspectos del comportamiento humano», dijo Horvath, quien señaló que este es el objetivo de la medicina comparativa, ver cómo no -Los modelos humanos se pueden utilizar para estudiar las condiciones humanas.

Para este estudio, Horvath y sus colegas estudiaron un gen mitocondrial (Friendly Mitochondria, o FMT) que se encuentra en una pequeña planta con flores llamada Arabidopsis thaliana y un gen muy similar (Clustered mitochondria homolog, o CLUH) que se encuentra en ratones.

Las mitocondrias regulan funciones importantes como el metabolismo y son fundamentales para mantener la salud. Tanto en plantas como en humanos, las mitocondrias disfuncionales pueden afectar el desarrollo y provocar enfermedades, incluidas enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson, la enfermedad de Huntington y la esquizofrenia en humanos.

Para el estudio, los investigadores compararon plantas típicas, plantas sin FMT y plantas con FMT hiperactivo para comprender mejor el papel del gen. Descubrieron que afecta muchas características importantes, incluida la germinación o el brote de semillas, la longitud de la raíz, el momento de la floración y el crecimiento de las hojas.

También observaron dos comportamientos importantes de las plantas.

El primero fue la respuesta al estrés salino. Demasiada sal puede matar las plantas, por lo que han desarrollado comportamientos para evitarlo. Cuando hay un exceso de sal en su entorno, las plantas tienden a detener la germinación, retrasar la floración e interrumpir el crecimiento de las raíces. Los investigadores encontraron que FMT es fundamental para estos comportamientos de evitación de sal.

El segundo tipo de comportamiento de las plantas que investigaron se conoce como comportamiento hiponástico: movimientos basados ​​en ritmos circadianos. «Las plantas se ven tremendamente afectadas por los ritmos circadianos porque la luz es la fuente de energía crítica para ellas», dijo Horvath.

Para Arabidopsis, los comportamientos hiponásticos incluyen la forma en que sus hojas se mueven durante el día y la noche. Durante el día, sus hojas son más planas y están más expuestas al sol. Por la noche, cuando no hay luz solar para absorber, las hojas se inclinan hacia arriba. Horvath y sus colegas descubrieron que FMT también juega un papel importante en este comportamiento, regulando cuánto y qué tan rápido se mueven las hojas.

Para comenzar a conectar esto con los mamíferos, los investigadores evaluaron una variedad de comportamientos de ratones, comparando ratones típicos con aquellos con CLUH reducido, un gen muy similar a FMT. Usando una prueba de comportamiento en la que los ratones se colocan en un ambiente abierto, observaron que los ratones con menos CLUH eran más lentos y viajaban distancias más cortas que sus contrapartes.

«Los ratones tuvieron una respuesta similar a la de las plantas, con una velocidad alterada y una actividad locomotora general alterada», dijo Horvath. «Es rudimentario, pero aún indica que puedes tener mecanismos relacionados con las mitocondrias que decodifican funciones similares en plantas y animales».

Si bien hay más trabajo por hacer, es un primer paso emocionante, dijo. Las plantas como Arabidopsis y los mamíferos comparten varios genes y procesos celulares similares, no solo FMT y CLUH.

«El objetivo a largo plazo es desarrollar una especie de diccionario que catalogue estas similitudes entre plantas y animales y usarlo para hacer preguntas de investigación de manera más sólida», dijo Horvath. «Es posible que esta planta pueda servir como un organismo modelo complementario para la investigación del comportamiento en el futuro».