¿Más cerca del letargo humano? Un grupo de científicos consigue inducir la hibernación en ratones con ultrasonidos
Un equipo científico ha conseguido inducir de forma segura y no invasiva un estado similar a la hibernación (o letargo) reversible en ratones y ratas mediante ultrasonidos, lo que abre la puerta, por si la técnica pudiera aplicarse en el futuro en humanos, a utilizarla en viajes espaciales o en medicina.
La investigación está liderada por expertos de la Universidad de Washington en St. Louis (Estados Unidos) y supone un paso más en el todavía lejano objetivo de conseguir una especie de hibernación para los humanos , que se ha propuesto desde hace más de seis décadas.
El nuevo método de ultrasonido puede ayudar a lograr la 'fórmula largamente buscada para inducir de forma no invasiva y segura el estado de letargo que ha perseguido la comunidad científica desde al menos la década de 1960', resume el investigador principal Hong Chen.
La investigación se publica en la revista Nature Metabolism y describe un método que activa temporalmente las células nerviosas en el cerebro que reducen la temperatura corporal y ralentizan el metabolismo.
Algunos mamíferos y aves conservan inteligentemente la energía y el calor al entrar en un estado de letargo , durante el cual la temperatura corporal y la tasa metabólica descienden para permitirles sobrevivir en condiciones ambientales que amenazan la vida, como el frío extremo o la falta de alimentos. Este estado puede ser diario, como en los colibríes o los murciélagos, o estacional, como la hibernación en los osos.
Aunque en la década de 1960 se propuso un estado similar para los astronautas de vuelos espaciales o para pacientes con problemas de salud que amenazan la vida, sigue siendo difícil inducirlo de forma segura, recuerda un comunicado de la universidad.
Un estado similar al de otros animales.
El equipo multidisciplinario indujo un estado de letargo en ratones usando ultrasonido para estimular el área preóptica del hipotálamo en el cerebro, que ayuda a regular la temperatura corporal y el metabolismo. Además del ratón, que entra en letargo de forma natural, lo indujeron en una rata, que no lo hace.
Para lograrlo, el equipo desarrolló un dispositivo-transductor de ultrasonido portátil para estimular las neuronas en el área preóptica del hipotálamo. Cuando fueron estimulados, los ratones mostraron una caída en la temperatura corporal de unos 3 grados centígrados durante aproximadamente una hora. Además, su metabolismo pasó de usar carbohidratos y grasas como energía a usar solo grasa, una característica clave del letargo, y su frecuencia cardíaca se redujo en un 47%, todo a temperatura ambiente.
El equipo también descubrió que a medida que aumentaba la presión acústica y la duración del ultrasonido, también aumentaba la profundidad de la disminución de la temperatura corporal y la ralentización del metabolismo, lo que se conoce como hipotermia e hipometabolismo inducidos por ultrasonido (UIH).
La UIH mantuvo la temperatura corporal del ratón a 32,95 grados durante unas 24 horas. El animal volvió a la temperatura normal una vez que se apagó el ultrasonido, agrega el investigador.
Para saber cómo se activan la hipotermia y el hipometabolismo inducidos por ultrasonido, el equipo estudió la dinámica de actividad de las neuronas en el área preóptica del hipotálamo. Observaron un aumento constante en la actividad neuronal en respuesta a cada pulso de ultrasonido, lo que coincidía con los cambios en la temperatura corporal de los ratones.
Chen y su equipo también estudiaron la molécula que permitió que estas neuronas se activaran por ultrasonido . Usando secuenciación genética, encontraron que el ultrasonido activaba el canal iónico TRPM2 en las neuronas en el área preóptica del hipotálamo. En varios experimentos, demostraron que este es un canal iónico sensible al ultrasonido y contribuye a la inducción de HUI.
En la rata, que no entra naturalmente en letargo o hibernación, el equipo administró ultrasonido en el área preóptica del hipotálamo y observó una disminución de la temperatura de la piel , particularmente en la región del tejido adiposo pardo, así como una disminución de aproximadamente 1 grado en la temperatura corporal central, similar al letargo natural.
Podría ser aplicado en el espacio
Este método podría tener futuras aplicaciones en medicina o en vuelos espaciales de larga distancia , resume la revista. 'Este es un avance significativo. Esto abrirá nuevos y apasionantes campos de investigación. Los experimentos están bien concebidos, ya que se realizan pruebas tanto en un animal hibernando (ratón) como en un animal no hibernando (rata)', dice Matteo Cerri, de la Universidad de Bolonia (Italia), que no firma el artículo.
Sin embargo, 'los efectos limitados en ratas, aunque significativos, también sugieren que aún queda trabajo por hacer para tener aplicaciones humanas adecuadas', comenta a Science Media Center España .
'Teniendo en cuenta el grado de hipometabolismo logrado, creo que esta tecnología será útil en condiciones específicas en las que incluso una hipotermia moderada ya puede ser muy beneficiosa , más que para viajes interplanetarios', concluye.
