Por qué los científicos están estudiando la hibernación para combatir la obesidad
Muchos mamíferos aumentan de peso y se vuelven resistentes a la insulina durante el otoño. Sin embargo, estos cambios son fácilmente reversibles y los mamíferos no desarrollarán más síntomas nocivos para la salud. Los investigadores creen que la explicación de esto radica en los mecanismos asociados con la hibernación.
Crédito de la imagen: Little brown bat por Ann Froschauer / U.S. Servicio de Pesca y Vida Silvestre / vía Wikimedia Commons
Los investigadores han reconocido el hecho de que una amplia gama de animales tienen "superpoderes".
Específicamente, las mismas condiciones que afectan a los humanos, algunas de las cuales pueden poner en peligro la vida, pueden no afectar a los animales en absoluto.
Dos de esos ejemplos son los elefantes y las ballenas, cuyo riesgo de cáncer es prácticamente nulo. Es poco probable que otros animales desarrollen afecciones metabólicas como la obesidad. ¿Por qué es esto?
Los investigadores Elliott Ferris y Christopher Gregg, de la Universidad de Utah en Salt Lake City, creen que la hibernación puede tener algo que ver con eso.
Muchos mamíferos de todo el mundo hibernan en la estación fría. La hibernación se caracteriza por entrar en un estado similar al del sueño en el que la temperatura corporal desciende, la respiración se ralentiza, el corazón late más lentamente y todos los demás procesos metabólicos (procesos fisiológicos automatizados y autorreguladores) se ralentizan.
Esto permite que los animales que hibernan sobrevivan durante los meses de invierno, cuando los alimentos escasean y las condiciones de vida son menos favorables.
Como señalan Ferris y Gregg en su nuevo artículo de estudio en la revista Informes de celda, muchos animales que hibernan en realidad aumentan mucho de peso en el proceso de hibernación. También se vuelven resistentes a la insulina.
Estos son dos aspectos característicos de la obesidad. Sin embargo, en animales que hibernan, solo significan que los animales pueden acceder a una reserva oportuna de grasa durante los meses de invierno.
A diferencia de cuando los humanos desarrollan obesidad, los hibernadores pueden desprenderse fácilmente del peso extra y sus cuerpos revierten automáticamente la resistencia a la insulina. Además, a diferencia de los humanos con obesidad, los mamíferos que hibernan no desarrollan hipertensión o inflamación de bajo grado, los cuales podrían generar más problemas de salud.
Por estas razones, Ferris y Gregg creen que algunos mecanismos genéticos implicados en la regulación de la hibernación también pueden desempeñar un papel en el control de la obesidad.
Insistiendo en los secretos del ADN no codificante
"Los hibernadores han desarrollado una capacidad increíble para controlar su metabolismo", explica Gregg, profesor asociado del Departamento de Neurología y Anatomía de la Universidad de Utah.
“El metabolismo determina los riesgos de muchas enfermedades diferentes, como la obesidad, la diabetes tipo 2, el cáncer y la enfermedad de Alzheimer”, agrega. "Creemos que comprender las partes del genoma que están relacionadas con la hibernación nos ayudará a aprender a controlar los riesgos de algunas de estas enfermedades importantes".
“Una gran sorpresa de nuestro nuevo estudio es que estas partes importantes del genoma se nos ocultaron en el 98% del genoma que no contiene genes; solíamos llamarlo 'ADN basura'”, dice Gregg.
Para su nuevo estudio, Gregg y Ferris analizaron los genomas de cuatro especies de mamíferos en hibernación: la ardilla de tierra de trece líneas, el pequeño murciélago marrón, el lémur ratón gris y el erizo menor tenrec.
Al comparar los genomas de estas especies, los investigadores encontraron que todos habían evolucionado, de forma independiente, una serie de secciones cortas de ADN llamadas "regiones paralelas aceleradas".
Las regiones aceleradas también existen en los humanos, aunque los científicos entienden muy poco sobre ellas. Lo que los investigadores saben hasta ahora es que las regiones aceleradas presentan ADN no codificante y que no cambiaron mucho a medida que los mamíferos evolucionaron a lo largo de las edades.
Excepto en los humanos, es decir, en quienes de repente comenzaron a cambiar y cambiar en el momento en que nos separamos de nuestros "primos" primates.
Después de analizar más los datos, los investigadores notaron que las regiones aceleradas paralelas parecen estar cerca de los genes relacionados con la obesidad en los seres humanos.
Para confirmar el vínculo entre las regiones aceleradas y los genes que desempeñan un papel en el control de la obesidad, Gregg y Ferris luego analizaron un conjunto muy específico de genes: los que impulsan el síndrome de Prader-Willi, una rara condición genética en humanos.
Entre otros síntomas, esta afección se caracteriza por un apetito excesivo, que puede provocar un aumento de peso no saludable y obesidad.
Al observar los genes relacionados con el síndrome de Prader-Willi, los investigadores encontraron que estos genes están asociados con más regiones aceleradas de hibernación en comparación con genes que no desempeñan un papel en esta condición genética.
"Sentar las bases para nuevas investigaciones"
Tras estos resultados, Gregg y Ferris ahora sugieren que los animales en hibernación pueden haber desarrollado mecanismos que les permitan "apagar" automáticamente la actividad de ciertos genes asociados con la obesidad. Este no es el caso de los mamíferos no inhibidores.
Los investigadores también identificaron hasta 364 elementos genéticos que pueden ayudar tanto a regular la hibernación como a controlar la obesidad.
“Nuestros resultados muestran que las regiones aceleradas de hibernación se enriquecen cerca de genes relacionados con la obesidad en estudios de cientos de miles de personas, así como cerca de genes relacionados con una forma sindrómica de obesidad”, dice Ferris.
"Por lo tanto, al reunir datos de humanos y animales en hibernación, pudimos descubrir interruptores reguladores maestros candidatos en el genoma para controlar la obesidad en mamíferos", agrega.
Utilizando tecnología especializada de edición de genes, los investigadores están probando actualmente el papel de estos 364 elementos genéticos en modelos de ratón. Esperan que sus hallazgos eventualmente los ayuden a encontrar una forma de controlar no solo la obesidad, sino también otras afecciones relacionadas con los mecanismos metabólicos.
“Dado que la obesidad y el metabolismo dan forma a los riesgos de tantas enfermedades diferentes, el descubrimiento de estas partes del genoma es una idea realmente emocionante que sienta las bases de muchas nuevas e importantes direcciones de investigación. Tenemos nuevos proyectos emergentes para el envejecimiento, la demencia y el síndrome metabólico ".
Christopher Gregg
