Los tucu-tucu son unos roedores muy particulares por varias razones, entre ellas que individuos de la misma especie pueden presentar distintos números de cromosomas (40, 42, 44, 46, entre otros, a diferencia de los humanos, que normalmente tenemos 46). En Uruguay viven varias especies de tucu-tucu; algunas de ellas, como Ctenomys pearsoni y Ctenomys rionegrensis, son consideradas prioritarias para la conservación por la Dirección Nacional de Medio Ambiente (Dinama). Otra especie, que no está particularmente amenazada en nuestro territorio y que vive en el estado de Rio Grande del Sur, el más austral de Brasil, en parte de Uruguay y en una porción pequeña de la margen argentina del río que nos separa, es el tucu tucu de collar (Ctenomys torquatus).
Al igual que las otras especies de tucu-tucu, los de collar viven en madrigueras subterráneas con complejos túneles y sistemas de aireación. A pesar de cumplir con el sueño paranoide del búnker subterráneo ideal para salvarse de la catástrofe ambiental del planeta, los tucu tucu de collar no la tienen nada fácil: un reciente artículo, publicado por investigadores brasileños y una compatriota, demuestra que la central de generación de energía a base de carbón de Candiota y la minería de ese material, ubicadas en el epicentro de su distribución brasileña, está dañando su ADN y produciendo cambios en la estructura de sus poblaciones.
Oscuro como el carbón
En el artículo publicado se sostiene que “la mina de carbón de Candiota, en Rio Grande do Sul, es una de las más grandes de Brasil” y que “el carbón es un combustible fósil que causa impactos medioambientales desde su extracción hasta su combustión debido a la liberación de diferentes agentes, como los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) y metales pesados”. Allí, en la zona minera del sur de Brasil, a poco más de 50 kilómetros de la frontera con Uruguay, funciona la central termoeléctrica Presidente Médici, con tres plantas que comenzaron a operar en 1961, 1974 y 2011. Las tres generan energía eléctrica a partir del carbón obtenido de las minas de Candiota.
Desde el punto de vista de los gases de efecto invernadero, y como bien lo saben también los mineros, el carbón no es una fuente de energía limpia. Pero también se sabe que “elementos inorgánicos (metales) y los hidrocarburos aromáticos policíclicos, que están presentes en el carbón, pueden inducir al daño del ADN” mediante daños oxidativos en las células. Especialmente sensibles a ese estrés oxidativo son los telómeros, regiones ubicadas en los extremos de los cromosomas. Como dice el trabajo, la distribución del tucu tucu de collar en Rio Grande do Sul “coincide con las reservas de carbón de ese estado” y, para colmo, se ha constatado “la presencia de HAPs, muestras del carbón y cenizas depositadas y volantes, se detectaron metales en las muestras de suelo y zinc, níquel, cobre, cadmio, vanadio y plomo en los tejidos” del roedor subterráneo. Ante este panorama, los investigadores se propusieron “evaluar los efectos de la exposición al carbón y sus derivados” en la población de tucu tucu de collar, midiendo para ello el largo de los telómeros y la “metilación global del ADN”.
Tucu-tucu bajo la lupa
Los autores cuentan que en el desarrollo de su investigación, para analizar la población capturaron 198 tucu tucu de collar durante un período de dos años en tres regiones: Candiota, centro del carbón; Pelotas, ubicada a 120 kilómetros de Candiota y que sirvió como grupo de control; y Butiá, una localidad intermedia. El análisis de la metilación genómica global se llevó a cabo con 30 muestras de ADN de animales del grupo de control de Pelotas y 35 del grupo expuesto de Candiota y Butiá. En este caso los investigadores no encontraron “una diferencia significativa entre las ciudades”. Para el análisis del largo de los telómeros se utilizaron muestras de 30 tucu tucu de Pelotas y 36 del grupo de animales expuestos. Tras los análisis, lo que encontraron fue una “relación inversamente proporcional entre el largo de los telómeros y la exposición al carbón”.
Por tanto, en el artículo los autores señalan que los “resultados indican que el carbón y sus subproductos pueden contribuir al acortamiento de los telómeros en la población de Ctenomys torquatus, y que lo mismo puede suceder con otros mamíferos de la región” (por si fuera necesario, recordemos que los seres inteligentes que construimos plantas de generación de energía con carbón también somos mamíferos). Por otro lado, a pesar de que la población de Candiota fue estimada como más grande que las de las otras localidades, señalan que “el daño en el ADN de los juveniles de Candiota fue mayor que en las otras regiones”, y dado que en los dos años de capturas la recaptura de adultos fue menor en Candiota, sugieren que, “a pesar de que la exposición al carbón no interfiere con el tamaño de la población o la relación de sexos” de los tucu tucu de collar, podría haber un impacto “en la estructura de las poblaciones”. En otras palabras: si sos un tucu tucu muy expuesto al carbón, tus telómeros se van a acortar, la división celular se verá afectada, tendrás un envejecimiento más acelerado y tu probabilidad de llegar a ser un adulto longevo se reducirá notablemente.
Tucu tucu brasileños, laboratorio oriental
“Con este grupo de investigadores brasileños venimos trabajando desde 2015 y hemos publicado varios trabajos”, dice Mónica Cappetta, autora compatriota del artículo, que trabaja en el Laboratorio de Epidemiología Genética del Departamento de Genética de la Facultad de Medicina (Universidad de la República). “Mi trabajo consistió en los análisis epigenéticos, específicamente los análisis de metilación genómica global, que es una de las técnicas que normalmente utilizamos en nuestro laboratorio para evaluar mecanismos epigenéticos en cáncer”, detalla.
Para explicar qué es la metilación, Cappetta dice con paciencia y entusiasmo: “Una manera de regular la expresión génica es metilando, es decir, agregando grupos químicos metilo en la citosina, una de las cuatro bases del ADN. Ese es un mecanismo normal que la célula utiliza, por ejemplo, durante el desarrollo embrionario”. La investigadora narra que todas nuestras células tienen los mismos genes. Sin embargo, durante el desarrollo embrionario algunas terminan formando músculos, otras huesos, y así. Para ello, las células apagan los genes que no son específicos de los tejidos que formarán –y que no son vitales para el funcionamiento celular–. “Una manera de silenciar genes en determinados tejidos es metilando ADN en su secuencia. Se puede alterar la expresión génica por presencia de mutaciones en los genes o alterando su metilación. La idea del análisis del estudio de metilación genómica global es analizar cómo es la metilación a nivel de todo el genoma del individuo”.
Por medio de ADN obtenido de muestras de sangre, analizan qué porcentaje de las citosinas están metiladas en todo el genoma, ya sea una persona o, como en este caso, un animal. Cappetta señala que si bien “al comparar el porcentaje de metilación de los tucu tucu expuestos al carbón con los del grupo de control no encontramos diferencias, en otros trabajos, por ejemplo de trabajadores de soja o de trabajadores expuestos a carbón, sí las encontramos”. Pero aunque no hubo diferencias en la metilación entre los tucu tucu, los mamíferos subterráneos no tienen motivos para festejar. “Lo que vimos es que la exposición al carbón produce un daño en el ADN. En el caso de estos tucu tucu se ve que el largo de los telómeros es mucho más corto que en los individuos de la misma edad pertenecientes al grupo de control”, dice Cappetta.
El sueño de llegar a viejo
Al igual que la metilación, el acortamiento de los telómeros ocurre de forma natural con el envejecimiento. Al acortarse, la capacidad de las células de dividirse se ve afectada. “Los telómeros son una protección de los extremos de los cromosomas: en ellos no hay genes. Pero si se acortan mucho puede haber alteraciones cromosómicas, por ejemplo, porque los cromosomas empiezan a pegarse entre sí al carecer de protección en los extremos. También se puede empezar a perder información genética, porque después de los telómeros empieza a haber genes”, agrega.
“Una hipótesis planteada es que esta exposición no permite que los tucu tucu lleguen a vivir lo que deberían vivir. Ellos vieron este acortamiento de los telómeros y observaron que recapturaron menos adultos, por lo que asumen que hay un envejecimiento precoz de los animales y que están muriendo antes que los de la población de control”, dice con cautela Cappetta. “En realidad, no sabemos bien qué es lo que el daño observado en el ADN de los tucu tucu expuestos al carbón les puede producir. En el caso de los humanos expuestos a agrotóxicos, al carbón o a otros productos se ha registrado una tasa mayor de incidencia del cáncer y otras patologías asociadas a daños en el ADN”. De todas formas, la investigadora especula: “En el caso de estos tucu- tucu, dado el acortamiento de los telómeros, probablemente puedan tener una patología relacionada con el envejecimiento, y es posible que al menos un porcentaje de los animales no llegue a la edad a la que tendría que llegar”.
Para este artículo Cappetta trabajó exclusivamente con las muestras de ADN que le enviaron sus colegas de Brasil. Sin embargo, conoce a los tucu tucu en persona de cuando estudió en la Facultad de Ciencias.“Por más que sale un poco de mi área de estudio, más relacionada con las enfermedades humanas, estos trabajos de exposición ambiental son muy interesantes. Hay pocos estudios en Latinoamérica”, sostiene.
En el trabajo se habla de “ecotoxicología”. Dado que la planta de energía Presidente Médici, que funciona a base de quemar carbón, está a sólo 60 kilómetros de localidades como Aceguá, en Uruguay, ¿podemos decir que nuestros tucu tucu están libres de ser afectados como sus vecinos brasileños, o esa distancia no los pone a salvo? Como dato, Pelotas, donde se tomaron los tucu tucu del grupo de control, está a unos 120 kilómetros. “La planta está muy cerca de Uruguay; incluso en el artículo se mencionan trabajos que registran casos de lluvia ácida en Uruguay que apuntan a esa planta. Si nuestros tucu tucu podrían estar afectados, esa es la gran pregunta” dice Cappetta.
“En Uruguay no hay estudios de daños en el ADN ni de toxicología genética relacionados a factores ambientales. Hay un laboratorio de toxicología genética en el Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable, dirigido por Wilmer Martínez, quien ha participado en varios de los trabajos sobre este tema y que investiga a nivel de cultivos celulares. Sin embargo, no hay muestreos de exposición ambiental en animales ni en humanos, como en cultivadores de soja expuestos a agroquímicos u otras personas expuestas a compuestos ambientales”, afirma Cappetta.
Hermandad mamífera
Aunque los tucu tucu son diferentes de los humanos, son mamíferos. Esta relación entre la exposición a los hidrocarburos aromáticos policíciclos (HAPs), producto de la quema y explotación del carbón, y el acortamiento de los telómeros debería considerarse una luz de advertencia. “Es de suponer que si afectan a los tucu tucu, que son animales subterráneos, a las personas, que están expuestas directamente, también debería afectarlas”, apunta Cappetta, que señala que ese efecto no debería ser muy diferente entre ambos mamíferos.
“De que todos estos compuestos, como los HAPs y los metales pesados, afectan el ADN humano ya no hay ninguna duda, en la medida en que hay un montón de bibliografía en todo el mundo. En el caso de las personas expuestas, se ha visto en estudios que, cuando las seguís por varios años, tienen mayores tasas de incidencia de ciertas enfermedades”, señala. “Se empieza a llevar a cabo estudios en determinadas regiones, con muestreos en los lugares exactos, para analizar sangre y orina de las personas y animales expuestos, a fin de detectar los compuestos y observar su concentración”, dice a propósito de esta ecotoxicología. Sobre el grupo de brasileños, con los que se nota que está orgullosa de colaborar, afirma: “La intención de este grupo era comenzar a trabajar, no tanto en laboratorio y a nivel de cultivo, sino con grupos de personas y animales en zonas concretas de Brasil. Comenzaron con humanos, luego se asociaron con el grupo de la Universidad de Porto Alegre, que trabajaba con tucu tucu, y también empezaron a ver qué pasa con la fauna de esos lugares”. Mientras producen información de calidad, relevante para la conservación, manejo y medidas para proteger la salud tanto de animales como de los humanos, participar en estos trabajos también sirve para que nuestros investigadores se hagan fuertes en la disciplina y, tiempo y financiación mediante, también comiencen a producir trabajos que evalúen cómo distintos compuestos ambientales podrían afectar nuestro ADN y, por ende, nuestra existencia.
Artículo: “Anthropogenic Effects on Natural Mammalian Populations: Correlation Between Telomere Length and Coal Exposure”.
Publicación: Scientific Reports (abril de 2019).
Autores: Cristina Matzenbacher, Juliana da Silva, Ana Leticia García, Mónica Cappetta, Thales de Freitas.