La UVigo logra criopreservar un gusano marino modelo en neurociencia y desarrollo
Un hito mundial desde las rías gallegas
La Universidade de Vigo ha desarrollado el primer protocolo mundial para criopreservar larvas del gusano marino Platynereis dumerilii, una especie que forma parte de la fauna de las rías gallegas y cuya importancia como modelo en estudios de neurociencia, desarrollo y biología evolutiva crece en laboratorios de todo el mundo.
El avance es fruto de la colaboración entre investigadoras del Centro de Investigación Mariña (CIM) de la UVigo y el equipo del Max Perutz Labs de la Universidad de Viena, que mantiene un amplio biobanco con centenares de ejemplares de este poliqueto para sus proyectos.
De Toralla a Viena: una colaboración estratégica
La cooperación arrancó en 2021 con la estancia en la Estación de Ciencias Mariñas de Toralla (Ecimat) de un investigador austríaco que participaba en un proyecto europeo y contactó con el grupo de criobiología marina de la UVigo.
A partir de esa visita se tejió una alianza científica que ha permitido combinar la experiencia de la Ecimat en preservación de recursos marinos con las necesidades del biobanco especializado del Max Perutz Labs, uno de los centros punteros en biomedicina de Europa.
El papel clave de Estefanía Paredes
La experta en criobiología marina Estefanía Paredes, investigadora del grupo Ecocost del CIM, fue la encargada de poner a punto la técnica a partir de ejemplares de Platynereis dumerilii recogidos en aguas viguesas y de individuos procedentes de la colección austríaca.
Paredes trabajó in situ con los poliquetos del equipo liderado por la científica Kristin Tessmar en Viena y posteriormente formó al personal del Max Perutz Labs en la aplicación del protocolo, trasladando a Austria el know-how desarrollado en Galicia.
Un modelo vivo para estudiar el cerebro
El grupo vienés utiliza este gusano marino como modelo principal para estudiar cómo responde el cerebro al ciclo noche/día y su relación con enfermedades como el alzhéimer, en paralelo a otros animales de referencia.
Su biobanco alberga centenares de ejemplares que crecen y se reproducen de forma continua, un sistema que resulta costoso en espacio, personal y recursos, especialmente cuando se trabaja con líneas genéticamente modificadas.
Genes encendidos y apagados a voluntad
Las investigaciones se basan en introducir cambios genéticos para encender o apagar genes concretos, mediante estrategias de knockout y knock-in, con el fin de observar qué ocurre en el sistema nervioso cuando los animales se exponen a más o menos horas de luz.
Sin criopreservación, la única forma de no perder estas modificaciones es mantener los linajes activos y reproduciéndose de forma ininterrumpida, lo que obliga a dedicar buena parte del tiempo y el personal al mantenimiento del biobanco en lugar de a los experimentos.
El protocolo: congelar larvas y “despertarlas” meses después
El nuevo protocolo desarrollado en Vigo se centra en la criopreservación de larvas de Platynereis dumerilii, que se someten a un proceso controlado de congelación, seguido de un régimen de cultivo muy cuidadoso tras la descongelación.
Esta combinación ha permitido obtener animales que, tras ser descongelados, completan su desarrollo, alcanzan la madurez y llegan a reproducirse, con una supervivencia máxima del 34% después de cinco meses almacenados en nitrógeno líquido.
Un gusano diminuto con un enorme valor científico
Aunque apenas mide unos centímetros, este anélido marino se ha consolidado como organismo modelo clave para estudiar procesos fundamentales como el desarrollo embrionario, la regeneración, la biología larvaria y los ritmos lunares y diarios.
Sus características biológicas también lo convierten en una herramienta valiosa para investigar mecanismos farmacológicos y modelos de enfermedades, por lo que garantizar su disponibilidad mediante criopreservación supone una ventaja estratégica para muchos laboratorios.
Alivio para biobancos y presupuestos
La posibilidad de criopreservar larvas ofrece una solución eficaz frente a las limitaciones de espacio, recursos financieros y esfuerzo de mantenimiento asociadas a los cultivos vivos de gran tamaño.
Al “pausar” líneas genéticas concretas y reactivarlas cuando se necesitan, los equipos pueden concentrarse en el trabajo experimental, reducen la carga de cuidado diario y minimizan el riesgo de perder variantes valiosas por problemas en las instalaciones.
Reconocimiento internacional para la Ecimat
Estefanía Paredes, que también dirige el servicio de Preservación funcional de recursos biológicos marinos de la Ecimat, destaca que existe toda una comunidad internacional de laboratorios que trabajan con Platynereis y que ya la ha invitado a presentar el protocolo.
Además, la investigadora ejerce como presidenta de la Sociedad Española de Criobiología, lo que refuerza el papel de Galicia y de la UVigo como referentes en técnicas avanzadas de conservación a muy baja temperatura.
Modelos marinos más allá del ratón
Paredes recuerda que no todos los modelos animales de laboratorio tienen que ser ratones, cuya cría y manejo implica mayores exigencias normativas y logísticas que muchos invertebrados marinos.
Subraya que numerosas investigaciones, incluso algunas que acabaron siendo reconocidas con premios Nobel, dieron sus primeros pasos con especies marinas que permitieron descubrir proteínas, mecanismos celulares o procesos de fertilización después extrapolados a humanos.
El erizo de mar, precedente y referencia
Como ejemplo, la investigadora cita el erizo de mar, con el que se describieron por primera vez las divisiones celulares y el proceso de fertilización, demostrando posteriormente que eran equivalentes a los del embrión humano.
Ese paralelismo convirtió al erizo en un modelo universal para el estudio de la división celular y abrió el camino a muchos de los conocimientos actuales sobre desarrollo embrionario en vertebrados.
La Ecimat, una década en la vanguardia de la criopreservación
A lo largo de la última década, la Estación de Ciencias Mariñas de Toralla se ha consolidado como una referencia internacional en criopreservación de recursos marinos, con hitos que incluyen la preservación y cría de larvas de mejillón y de erizo de mar.
Esos avances previos han sido la base técnica y científica sobre la que ahora se ha construido el éxito con el poliqueto Platynereis dumerilii, reforzando la posición de la UVigo en la élite de la criobiología marina.
El siguiente reto: congelar huevos de peces y erizos
El próximo objetivo del equipo pasa por dar un salto aún mayor: lograr la criopreservación de huevos de animales acuáticos, un desafío que hasta el momento no se ha conseguido con ninguna especie marina.
Para ello cuentan con un proyecto financiado por la Xunta de Galicia en el que trabajan con Cyprinodon variegatus, un pez modelo de agua salobre equivalente al pez cebra, con la intención de trasladar más adelante los resultados a especies de interés para la acuicultura gallega como el rodaballo.
Alianza con Canadá para el erizo de mar
En paralelo, el grupo participa en una colaboración con el laboratorio de James Benson en la Universidad de Saskatchewan (Canadá) para intentar criopreservar huevos de erizo de mar, combinando modelización matemática y experimentación biológica.
Mientras el equipo canadiense se ocupa del modelado de los procesos de congelación y descongelación, las investigadoras de la Ecimat aportan su experiencia en manejo de invertebrados marinos y validación en condiciones reales.
Guardar la carga genética de la madre
Si se logra congelar huevos de forma fiable, se abriría la puerta a almacenar la carga genética completa de las hembras, una herramienta muy valiosa para programas de mejora y selección de líneas en acuicultura.
Hoy solo es posible preservar embriones ya fecundados o semen para combinarlo con huevos frescos, lo que limita las opciones de conservación genética y obliga a disponer siempre de hembras vivas en los centros de cría.
Galicia se posiciona en la criobiología marina
El éxito con el gusano marino modelo y los proyectos en marcha con peces y erizos consolidan a la UVigo y a la Ecimat como nodos internacionales en criobiología marina, un campo con implicaciones directas en biodiversidad, investigación biomédica y economía azul.
Desde las rías gallegas, el trabajo del CIM contribuye a que España y, en particular, Galicia se sitúen en la primera línea de la ciencia marina aplicada a la salud, la acuicultura y la conservación de recursos genéticos oceánicos.
