Científicos presionan el ‘botón de repetición’ de los mamíferos para comprender la hibernación
Crédito: Unsplash/CC0 Public Domain
¿Se podría inducir a los humanos a hibernar para protegerlos después de una lesión o preservarlos durante un viaje al espacio profundo?
La idea es un elemento básico de la ciencia ficción, pero los estudios publicados el jueves se basan en un campo de investigación en crecimiento que, según los expertos, está «revolucionando» nuestra comprensión de cómo el cerebro regula el calor corporal.
Los mamíferos hibernan al reducir la temperatura de su cuerpo para ralentizar drásticamente su metabolismo y conservar energía a menudo en los meses de invierno cuando hay escasez de alimentos.
Investigaciones anteriores han indicado que el sistema nervioso central está involucrado en la termorregulación, por lo que aumenta la temperatura en forma de fiebres que combaten infecciones.
Pero los mecanismos precisos involucrados no han sido claros.
En un estudio publicado en Nature, investigadores de la Universidad de Tsukuba en Japón identificaron neuronas en los cerebros de roedores que pueden activarse artificialmente para enviar a los animales a un estado de hibernación.
Los científicos inicialmente observaron ratones, que no hibernan sino que entran en un estado similar a menudo a corto plazo llamado letargo.
Modificaron genéticamente ratones en los que podían activar un conjunto de neuronas en el hipotálamo llamadas neuronas Q que usan químicos o luz.
Los ratones se volvieron menos activos, su temperatura corporal cayó diez grados o más por debajo de los 30 grados centígrados, su pulso se desaceleró considerablemente, su tasa metabólica se redujo y su respiración se volvió superficial.
Permanecieron en un estado similar al observado en letargo o hibernación durante más de 48 horas, después de lo cual se comportaron normalmente sin signos de daño físico.
Los autores reprodujeron con éxito la técnica de prueba en ratas, que normalmente tampoco hibernan.
Dijeron que la capacidad de inducir tal estado en un mamífero que no hiberna era un «paso adelante en nuestra comprensión de los mecanismos neuronales del hipometabolismo regulado».
Su técnica también les permitió mapear el circuito más amplio de neuronas involucradas en el proceso.
Usos médicos
Los autores dijeron que la capacidad de inducir artificialmente este tipo del estado de hibernación en humanos «sería beneficioso para muchas aplicaciones médicas, además de ser relevante para la posibilidad de una exploración espacial de larga distancia en el futuro».
Las posibles aplicaciones clínicas incluyen la reducción del daño tisular después de ataques cardíacos o accidentes cerebrovasculares, y la preservación de órganos para trasplantes, dijeron.
En un estudio separado también publicado en Nature, los investigadores de la Escuela de Medicina de Harvard identificó neuronas dentro del hipotálamo que regulan el letargo en ratones.
Descubrieron que al bloquear la actividad de estas neuronas, podían evitar que comenzara el letargo natural.
En un comentario en Nature, Clifford Saper y Natalia Machado de la Escuela de Medicina de Harvard dijeron que los nuevos estudios se suman a una serie de investigaciones que «revolucionan nuestra comprensión de las neuronas preópticas en el corazón de la termorregulación».
Si se encuentran grupos similares de neuronas en humanos, dijeron que esto podría abrir un camino para hipotermia terapéutica para ser inducida en humanos «por ejemplo, después de un ataque cardíaco o un derrame cerebral, ralentizando los procesos metabólicos para ayudar a limitar el daño tisular».
Explore más
Desentrañando la red neuronal del letargo Más información: Tohru M. Takahashi et al. Un circuito neuronal discreto induce un estado de hibernación en roedores, Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-2163-6
Sinisa Hrvatin et al. Neuronas que regulan el letargo del ratón, Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-2387-5
Comunicado de prensa Información de la revista: Nature