¿Podrían los tumores ayudarnos a explicar la explosión de vida en la Tierra? Los científicos han explicado típicamente el período de la historia en el que las grandes especies animales se volvieron mucho más diversas muy rápidamente como resultado del aumento de los niveles de oxígeno en el planeta. Pero mis colegas y yo hemos desarrollado una nueva idea de que el cambio podría haber comenzado dentro de la propia biología de los animales, basado en evidencia de proteínas encontradas en tumores. No fue hasta que los animales desarrollaron estas proteínas que pudieron aprovechar el oxígeno y comenzar a diversificarse.

Desde el inicio del período Cámbrico hace 543 millones de años, el número de especies animales creció dramáticamente. El registro fósil pasa de no mostrar fósiles de animales a mostrar de repente huellas y fósiles de cuerpos en todo el mundo. Todos los principales grupos de animales, incluidos los antepasados ​​de los vertebrados, apareció durante unas pocas decenas de millones de años (un período corto en el tiempo geológico).

Hasta ahora, Los científicos han tendido a argumentar que esta "explosión cámbrica" ​​fue causada por un aumento en el número de lugares en la atmósfera y océanos con altos niveles de oxígeno. Esto se basa en la idea de que el oxígeno facilita que los animales produzcan energía y luego crezcan y se desarrollen de diferentes maneras.

Pero, ¿y si este no fuera el caso? El oxígeno puede proporcionar una forma incomparable para que los animales produzcan energía, pero no es necesariamente fácil para los organismos multicelulares comenzar a beneficiarse de niveles más altos de oxígeno. Parece especialmente improbable porque todos los organismos multicelulares deben renovar continuamente su tejido corporal utilizando células madre, células a las que no les gusta el oxígeno.

Hay billones de células en el cuerpo humano y renovamos la mayor cantidad de células cada año (algunas con más frecuencia y otras con menos frecuencia). Hacemos esto usando una fuente de células madre, células especiales que pueden convertirse en cualquier otro tipo de célula de nuestro cuerpo. Las células madre residen silenciosamente en nuestros tejidos hasta que se necesitan nuevas células.

Por lo general, a las células madre no les gusta el oxígeno porque hace que pierdan la capacidad de producir nuevas células. Tan pronto como una célula madre pierde este estado privilegiado, comienza a convertirse en una celda ordinaria, una de las masas. Todas estas células comunes tienen una tarea específica y, por lo tanto, se conocen como células diferenciadas. Cada uno conoce su destino, hace su trabajo, y luego muere. Esto plantea la cuestión de cómo preservamos nuestras reservas de células madre cuando muchos de nuestros tejidos están empapados de oxígeno. Y aquí es donde entra en juego el estudio de los tumores cancerosos.

Los tumores son grupos de células con crecimiento incontrolable, que comienzan como una sola célula y dan el salto con éxito a entidades multicelulares (como lo hicieron los antepasados ​​de los animales). Los tumores también tienen sus propias células madre cancerosas que los ayudan, independientemente de que haya mucho oxígeno presente o no.

Para mantener estas propiedades de las células madre, especialmente cuando el oxígeno es abundante, reciben ayuda de un mecanismo biológico específico, una proteína a la que se hace referencia tiene HIF-2a. Nuestra idea es que estas proteínas permitieron a los organismos multicelulares finalmente hacer frente a una gran cantidad de oxígeno.

Las proteínas controlarían el cambio a las propiedades de las células madre, incluso con mucho oxígeno presente. Los organismos finalmente podrían ingresar y hacer uso de ambientes ricos en oxígeno. Luego, podrían desarrollar tejidos complejos y órganos sofisticados como el cerebro o los riñones que usan mucha energía.

Estas proteínas son exclusivas de los animales, y el conjunto de proteínas más eficaz, poseído solo por vertebrados, evolucionó antes de la capacidad de producir glóbulos rojos que transportan oxígeno, como se muestra en nuestro estudio. Esto respalda la idea de que los animales tuvieron que desarrollar una forma de controlar y mantener las propiedades de las células madre antes de que pudiéramos empapar nuestro tejido en oxígeno.

Evidencia coincidente

La nueva teoría también encaja con otras observaciones sobre la historia de la Tierra, como el hecho de que los aumentos de oxígeno en la atmósfera parecen haber ocurrido mucho antes y no están sincronizados con los animales que se vuelven más diversos. O que ciertos organismos multicelulares vivieron en ambientes ricos en oxígeno más de mil millones de años antes de la explosión del Cámbrico, pero no comenzaron a diversificarse.

Esta idea de que los entornos ricos en oxígeno eran en realidad un desafío para las formas de vida plantea preguntas sobre cuándo un bajo nivel de oxígeno podría ser realmente bueno para nuestros cuerpos. Por ejemplo, parece que los niveles bajos de oxígeno son importantes para cuando producimos descendencia.

Nuestra opinión también tiene implicaciones sobre por qué somos vulnerables. El desarrollo de la proteína que nos permitió acceder al oxígeno y desarrollar órganos complejos como el cerebro también tuvo sus desventajas. Ahora tenemos un cerebro que demanda energía y no puede sobrevivir sin oxígeno. Y cuando esa proteína funciona de forma descontrolada, puede crear tumores. Quizás el cáncer es un efecto secundario inevitable de poder aprovechar el asombroso potencial de liberación de energía del oxígeno.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.