Científicos encuentran el “botón hibernar” del cerebro de los ratones

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Dos estudios separados identificaron unos evasivos “interruptores” en el cerebro de los ratones que los envía a un estado letárgico similar a la hibernación. Este descubrimiento podría ayudarnos a inducir dicho estado en humanos y animales, lo que podría transformarse en una herramienta sorprendentemente útil para la preservación de los organismos.

Cuando un animal entra en un estado de letargo, la actividad fisiológica de su cuerpo baja considerablemente, caracterizándose por una reducida en la temperatura corporal y la tasa metabólica. Esto conserva energía, lo que es realmente útil para estos organismos cuando el alimento escasea, especialmente en invierno. 

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“La hibernación es un proceso que baja la temperatura y las habilidades metabólicas del cuerpo, ahorrando así energía. Los animales hibernantes son generalmente pequeños, ya que si un animal grande tratase de salir de un estado de letargo, la energía que gastaría para hacerlo sería casi el doble de la que ahorraría hibernando”, aseguró Francisco Bozinovic, fisiólogo evolutivo de la PUC y subdirector de CAPES.

“Un ejemplo de animal hibernante en Chile es el monito del monte, un pequeño marsupial que se encuentra en el sur de nuestro país”, agregó Bozinovic.

Los científicos ya sabían que ciertas partes del cerebro están fuertemente relacionadas en la termorregulación que necesitan tener los animales para hibernar, sin embargo estos estudios aportaron enormemente a la indagación de qué neuronas específicas juegan un fundamental en este proceso.

La habilidad biológica para reducir el consumo de energía y a ralentizar el metabolismo en cualquier momento, podría ser altamente útil para un sin fin de aplicaciones médicas. Si pudiéramos gatillar este proceso de forma segura en humanos, los estados de letargo podrían ayudar al cuerpo a sobrevivir daños que de otra forma serían simplemente mortales.

“Si pudiéramos manejar el proceso de la hibernación podríamos dejar de utilizar anestesia, sustancia que literalmente induce un coma. Podríamos ser operados sin correr tanto riesgo, a través de entrar en un estado letárgico generado desde la misma biología de la persona”, explica Bozinovic.

Además, y por supuesto, podría aportar enormemente a las investigaciones sobre viajes espaciales; si los humanos pudieran quedar en un estado de animación suspendida por décadas, los viajes para alcanzar otras galaxias podrían ser bastante efectivos.

“Si la tecnología siguiera avanzando podríamos planear viajes al espacio en estado de letargos prolongados, alargando nuestras vidas. Como el sistema metabólico se vuelve más lento, la vida de los animales que hibernan son más largas; un ejemplo de esto se presenta en los murciélagos, animales que hibernan, y que deberían vivir lo mismo, en relación a su tamaño, que las ratas; y sin embargo son bastante más longevos”, agregó el experto.

Buscando el letargo en el cerebro

Cuando un ratón no come por 24 horas (más o menos), entran naturalmente en un estado letárgico para conservar energía; habilidad que los investigadores pudieron usar a su favor. En el primer estudio, los científicos estuvieron investigando un grupo de neuronas ubicadas en el hipotálamo a las que llamaron neuronas inductoras de quiescencia, o más fácil, neuronas Q. Estas células nerviosas, en particular liberan un neurotransmisor llamado QRFP (peptida RF-amida pyroglutamilatada). 

El equipo descubrió que cuando las neuronas Q son estimuladas, gatillando un estado similar a la hibernación en los ratones por un periodo de 48 horas, reduciendo la temperatura del cuerpo y el metabolismo. Este lapsus fue considerablemente más largo que el promedio, pero los ratones no presentaron efectos secundarios.

A la vez, los expertos identificaron una red más amplia de neuronas de apoyo en el cerebro de los ratones que pareció contribuir al proceso de bajar su temperatura corporal. Luego, demostraron exitósamente cómo las neuronas Q, pueden ser manipuladas con neurotransmisores y luces láser tanto en ratas como ratones.

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En otro estudio separado, un grupo diferentes de investigadores logró clasificar genéticamente e identificar a las neuronas que se activaban en el hipotálamo, mientras los ratones entraban en estado de letargo. Además, lograron reactivarlas encendiendo nuevamente el estado similar a la hibernación luego que los ratones fueran alimentados y su temperatura subiera nuevamente.

Habiendo identificado éstas neuronas, los científicos relacionaron al subgrupo más grande a la expresión del gen PACAP, una proteína que se conoce por ser un neurotransmisor. Así demostraron que estimular dichas neuronas gatilla el letargo, mientras que bloquearlas, interrumpe el ciclo de hibernación de los ratones.