Día Mundial del Pangolín 2025: las escamas actúan en la defensa contra patógenos
Los pangolines son mamíferos placentarios que pertenecen al orden Pholidota, que contiene cuatro especies asiáticas y cuatro africanas. Están presentes en diversos hábitats y brindan servicios ecosistémicos como el control natural de plagas y la mejora de la calidad del suelo. En el Día Mundial del Pangolín 2025, vamos a conocer algo más sobre las características físicas de su anatomía y de su función en el medio natural.
Morfología única con escamas
A diferencia de otros mamíferos placentarios, la piel del pangolín está cubierta por escamas queratinizadas grandes y superpuestas, que proporcionan una defensa mecánica a esta especie.
Las fuerzas selectivas subyacentes al origen de esta morfología única siguen siendo un misterio, aunque pueden proporcionar una barrera física para protegerse contra los depredadores.
Un estudio previo sobre las propiedades mecánicas de las escamas de los pangolines chinos (Manis pentadactyla) y africanos (Phataginus tricuspis) ha revelado una estructura única que consiste en láminas cruzadas y suturas entrelazadas que proporcionan una fuerza de unión excepcional y resistencia al corte.
Sus bioactividades sugieren funciones adicionales, ya que las escamas de pangolín se han utilizado en la medicina tradicional china para tratar dolencias como enfermedades de la piel, inflamación, artritis reumática y cánceres durante miles de años, aunque ahora al ser especies en peligro de extinción, se está intentando controlar el comercio de todas las especies.
Los pangolines son los únicos mamíferos que tienen escamas superpuestas que cubren la mayor parte de sus cuerpos, y desempeñan un papel crucial en el ecosistema y la investigación biológica.
Estudios anteriores indicaron que las escamas de pangolín podrían proporcionar una importante defensa mecánica para sí mismos. El origen y las funciones exactas de este rasgo único siguen siendo algo desconocido para nosotros.
Inmunidad innata en el pangolín
Según los datos de este nuevo estudio científico, las escamas de pangolín tienen una estructura sofisticada que potencialmente podría atrapar patógenos. Identificamos numerosas proteínas y metabolitos que exhiben actividad antimicrobiana, lo que podría sugerir un papel para las escamas en la defensa contra patógenos.
En particular, encontramos evidencia que sugiere la presencia de exosomas derivados de diversos orígenes celulares, incluidas células madre mesenquimales, células inmunes y queratinocitos.
Esta observación sugiere una interacción compleja donde varios tipos de células pueden contribuir a la liberación de exosomas y compuestos antimicrobianos en la interfaz entre las escamas y el tejido viable.
Estos hallazgos indican que las escamas de pangolín pueden servir como un sistema de defensa multifacético, contribuyendo potencialmente a la inmunidad innata.
Las comparaciones con las uñas y el pelo humanos revelaron proteínas específicas del pangolín que se enriquecieron en funciones relacionadas con la detección, las respuestas inmunes, la desgranulación de neutrófilos y las respuestas al estrés.
Virus, bacterias y parásitos a raya
Aquí, informamos una explicación funcional novedosa de cómo las escamas de los mamíferos pueden proporcionar defensa contra el huésped y los patógenos. Los tamaños típicos de virus, bacterias y parásitos son ~100 nm, ~1 µm y hasta cm, respectivamente. Por lo tanto, las bacterias y los virus pueden ingresar a la escama a través de sus poros superficiales, mientras que los parásitos no pueden hacerlo.
Cabe destacar que las escamas superpuestas son grandes y gruesas, y podrían ser una fuente importante para generar y almacenar compuestos bioactivos, así como para distribuirlos a casi toda la superficie de la piel con el fin de proporcionar defensa al huésped contra patógenos invasores, así como para mantener la piel saludable, incluidas posibles contribuciones a la prevención de enfermedades de la piel.
La evolución de las escamas del pangolín puede haber sido impulsada por múltiples presiones selectivas, como la protección contra depredadores, el camuflaje, un sitio de intercambio entre el animal y el medio ambiente y/o la inmunidad (es decir, para la captura de microbios).
Así, los agujeros dentro de las escamas podrían ser canales para el intercambio de gases o nutrientes con el entorno externo o pueden ayudar a reducir el peso de las escamas. Sin embargo, atrapar patógenos dentro de estos poros aumenta potencialmente el riesgo de infección.
Es posible que la secreción de moléculas antimicrobianas en los poros actúe como una contramedida contra la infección. Además, el bajo contenido de agua en las escamas puede suprimir el crecimiento de microorganismos. En última instancia, se necesita más investigación para comprender la importancia de los poros en la defensa contra patógenos.
El análisis de las proteínas de las escamas del pangolín revela una complejidad inesperada en su origen y composición, lo que desafía la visión de las escamas como estructuras simples e inertes.
Nuestros resultados sugieren papeles cruciales de las proteínas específicas de las escamas en la evolución de las escamas del pangolín y destacan conjuntos específicos de proteínas que se encuentran solo en las escamas (pero no en el cabello o las uñas humanas), así como proteínas de escamas de pangolín con ortólogos humanos en el cabello y las uñas que indican puntos en común subyacentes.
Evolución de la función de las escamas
Es posible que las escamas del pangolín evolucionaran hacia estructuras y funciones más complejas en respuesta a estímulos que incluyen estrés y patógenos.
Aunque las tres estructuras basadas en queratina se originaron a partir de células epiteliales de la piel, podrían estar programadas de diferentes maneras para generar morfologías distintas con funciones especializadas a lo largo del tiempo evolutivo.
Existe una diferencia observada entre las proteínas implicadas en la formación de escamas y las presentes en escamas completamente formadas.
Nuestros resultados implican que las escamas del pangolín son un almacenamiento natural o fuente de muchas moléculas bioactivas que pueden pasar de los poros de las escamas ventrales a la superficie de la piel, protegiendo así la piel, una posibilidad apoyada por varias observaciones.
En primer lugar, los poros de las escamas son grandes; por lo tanto, las moléculas más pequeñas pueden difundirse desde los poros para alcanzar la superficie de la piel.
En segundo lugar, casi todos los metabolitos son comunes tanto en las escamas como en la superficie de la piel de los pangolines, lo que sugiere que algunos de los metabolitos de la piel pueden provenir de las escamas.
En tercer lugar, la presencia de lisozima en la superficie de la piel de los pangolines podría ser inusual y podría indicar que podrían originarse de las escamas.
En cuarto lugar, las escamas del pangolín son grandes y gruesas y cubren casi todo el cuerpo, lo que proporciona estructuras ideales para almacenar moléculas y distribuirlas a casi toda la superficie de la piel. Esta podría ser una estrategia eficaz para prevenir la invasión de patógenos en el cuerpo del huésped y mantener la piel sana.
Examinar más a fondo si las escamas de otros grupos de vertebrados, como lagartos, serpientes, tortugas, iguanas y cocodrilos en estos taxones también han evolucionado de manera similar, sería una investigación complementaria.
