Célula de la especie Amoeba proteus, una de las especies utilizadas en el estudio. / CEBAS

Los organismos unicelulares son capaces de aprender nuevos comportamientos mediante asociación de estímulos. Esto fenómeno, que ya se había constatado en diferentes especies animales –desde cefalópodos hasta seres humanos–, ha sido observado por primera vez en células individuales gracias a la labor desarrollada por un grupo científico multidisciplinar, liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).

El hallazgo, que se publica en la revista Nature Communications, muestra que las células pueden modificar su comportamiento durante la migración por asociación de estímulos. Conocer estos procesos migratorios celulares es crucial, puesto que un error en el control de dichos procesos puede tener consecuencias graves, como el retraso mental, el desarrollo de enfermedades cardiovasculares y el cáncer.

Según informan desde el CSIC, el descubrimiento abre nuevas perspectivas de investigación, reforzando el papel de la epigenética como uno de los principales focos de avance en la investigación biológica. 

Perros de Pavlov

“El condicionamiento asociativo es el principal tipo de aprendizaje mediante el cual los organismos dotados de sistema nervioso central (desde los seres humanos a los cefalópodos) responden eficientemente a los estímulos ambientales”, explica Ildefonso Martínez de la Fuente, investigador del CSIC en el Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura (CEBAS) y director del estudio. 

Para demostrar la existencia de un comportamiento condicionado en organismos unicelulares, los investigadores han estudiado dos especies unicelulares (Amoeba proteus y Metamoeba leningradensis) siguiendo el enfoque metodológico experimental que Ivan Pavlov realizó con perros y que recibió el premio Nobel en 1904.

“Hemos utilizado un campo eléctrico como estímulo condicionado y un péptido quimiotáctico específico como estímulo no condicionado, y a continuación hemos analizado las trayectorias migratorias de más de 700 células individuales bajo diferentes condiciones experimentales –indica el investigador–. Los resultados mostraron inequívocamente que los organismos unicelulares eran capaces de aprender nuevos comportamientos mediante asociación de estímulos”. 

“Hemos puesto de manifiesto que estas células aprenden nuevos comportamientos migratorios, los recuerdan y memorizan durante largos periodos de tiempo (45 minutos en promedio), respecto de su ciclo celular (24 horas, en condiciones óptimas de laboratorio) y posteriormente los olvidan. Nunca hasta ahora se había observado semejantes comportamientos en organismos unicelulares”, añade Martínez de la Fuente. 

“El descubrimiento del comportamiento condicionado de tipo pavloviano en organismos unicelulares pone de manifiesto un proceso fisiológico fundamental que gobierna la migración celular: el condicionamiento asociativo celular”, explica el investigador. 

Conocer los procesos migratorios celulares es crucial puesto que un error su control puede tener consecuencias graves como el retraso mental y el desarrollo de cáncer. “El conocimiento de los procesos que controlan dicha migración contribuirá a reducir significativamente la mortalidad asociada a esta enfermedad”, augura el científico.

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