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1957 fue un año alarmante para los ganaderos de Idaho. Algunos rebaños de ovejas parían corderos con graves deformidades. Los corderos simplemente no se estaban desarrollando bien. Salieron del útero luciendo extremidades en sus cabezas, cerebros incompletos, y algunos de ellos tenían solo un ojo deforme en medio de la cara. Pasaría más de una década antes de que se identificara la causa de estas deformidades y otras dos décadas antes de que supiéramos por qué sucedió. La primera línea de evidencia provino de los patrones climáticos durante ese fatídico año.
En un año promedio, las ovejas generalmente encuentran suficiente forraje en elevaciones más bajas. Con mucha lluvia manteniendo las plantas felices y exuberantes, las ovejas no tienen que viajar muy lejos para encontrar comida. Las cosas cambian durante las sequías severas. A medida que empeoran las sequías, las plantas en elevaciones más bajas comienzan a desaparecer. Para encontrar suficiente comida, las ovejas se moverán hacia las alturas donde las plantas aún no se ven afectadas por la sequía. Sin embargo, el ascenso de la pendiente coincide con un cambio en la presencia y abundancia de algunas especies vegetales. En particular, especies como el lirio de maíz ( Veratrum californicum ) son más frecuentes en elevaciones más altas.
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Ahora bien, si hay un hilo común que se abre camino a través del género Veratrum , es el hecho de que todos los miembros producen algunos compuestos alcaloides muy potentes. Aunque la toxicidad puede variar de una especie a otra, es una apuesta segura que la mayoría de los Veratrum pueden dañarlo si se ingieren durante su período de crecimiento activo. Sin embargo, a pesar de que todas las partes de Veratrum son tóxicas, parece que estas ovejas de Idaho estaban un poco desesperadas. Se descubrió que durante la sequía de 1957, algunas ovejas se alimentaban de las flores de la V. californicum .
Un cordero deformado que muestra el único ojo malformado y las extremidades anómalas.
Las flores en sí mismas no son la parte más tóxica de la planta, pero producen niveles medibles de alcaloides tóxicos. Después de 11 años de estudiar estas ovejas malformadas, los científicos se dieron cuenta de que aunque las ovejas preñadas podían alimentarse de las flores de V. californicum sin efectos nocivos, darían a luz a los corderos deformes. Se hizo evidente que las deformidades encontradas en estos corderos se remontaban al consumo de V. californicum .
Sin embargo, este no fue un caso cerrado. Los ganaderos aprendieron que debían mantener a sus ovejas alejadas de Veratrum , pero nadie tenía idea de cómo comer estas plantas conducía a defectos de nacimiento tan horribles. Pasaron 25 años más antes de que los científicos tuvieran esa respuesta.
Mientras estudiaban el desarrollo embrionario en moscas de la fruta, los investigadores descubrieron un conjunto de genes que, cuando se desactivan, hacen que a las moscas les crezcan pelos espinosos por todo el cuerpo. Llamaron a este gen "Sonic Hedgehog" en honor al personaje de videojuego azul puntiagudo. Resulta que el gen Sonic Hedgehog fue extremadamente importante en el desarrollo de más organismos además de las moscas. Es importante destacar que estos genes controlan la forma en que se desarrolla el plan corporal de un organismo. Cuando algo sale mal con el camino de Sonic Hedgehog, sigue una gran cantidad de deformidades. Entre estos está el desarrollo de un solo ojo malformado en el medio de la cabeza de los mamíferos.
Afortunadamente, los investigadores que estudian a Sonic Hedgehog recordaron la historia de la oveja cíclope en Idaho. No tomó mucho tiempo juntar las piezas del rompecabezas. Pronto se descubrió que V. californicum produce un alcaloide en particular que interfiere con Sonic Hedgehog. El compuesto recibió el nombre de "ciclopamina" como referencia a las deformidades causadas en esas ovejas en 1957. Los científicos finalmente tenían la pistola humeante.
La estructura molecular de la ciclopamina.
Cuando las sequías hicieron que las ovejas se mudaran a las montañas en busca de plantas para comer, algunas de ellas mordisqueaban las flores de V. californicum . Si estaban embarazadas en ese momento, había suficiente ciclopamina en su sistema que cerraría la vía del gen Sonic Hedgehog en su descendencia en desarrollo. Una vez que ese camino se cierra, el embrión ya no tiene un plan sólido para el desarrollo y todas esas horrendas deformidades tienen lugar.
La historia no termina aquí. No solo se resolvió un misterio de más de 30 años, sino que los científicos obtuvieron una comprensión mucho más detallada del desarrollo embrionario. También se fueron con algunas ideas nuevas para probar. El más emocionante de estos implica tratamientos contra el cáncer. Resulta que la vía de Sonic Hedgehog es una de las muchas vías involucradas en un par de tipos diferentes de cáncer. Normalmente, Sonic Hedgehog está inactivo en los adultos, pero en ciertas circunstancias puede reactivarse y volverse a toda marcha, lo que lleva a tumores cancerosos. Algunos científicos ahora están usando Cyclopamine para desactivar la vía de Sonic Hedgehog en esos tumores como una forma de tratamiento contra el cáncer.
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Lecturas adicionales:
¿Qué causa los corderos cíclopes?
A fines de la década de 1960, el alcaloide esteroide ciclopamina se aisló de la planta Veratrum californicum y se identificó como el teratógeno responsable de los defectos congénitos craneofaciales, incluido el cíclope, en las crías de ovejas que pastan en las cadenas montañosas del oeste de los Estados Unidos.
¿Qué es un bebé cíclope?
No es simplemente que un bebé tenga un ojo. Es una malformación del cerebro del bebé al principio del embarazo. La ciclopia, también conocida como holoprosencefalia alobar, ocurre en aproximadamente 1 de cada 100 000 recién nacidos (incluidos los mortinatos). Una forma de la enfermedad también existe en los animales.
¿Cuándo se descubrió la ciclopamina?
Un brote de ciclopía en corderos a principios de la década de 1960 condujo a la identificación de la ciclopamina, un alcaloide esteroideo, como el agente causal.
¿Pueden los humanos nacer cíclopes?
Cyclopia es una condición rara que ocurre mientras un embrión se desarrolla en el útero. La mayoría de los embriones que desarrollan ciclopía no llegan a término. Los bebés que nacen con ciclopía generalmente solo sobreviven unas pocas horas. Los investigadores creen que los factores genéticos contribuyen a esta condición rara.