Inducen la hibernación en ratones mediante ultrasonidos. ¿Un paso para el letargo humano?

Un equipo científico ha logrado mediante ultrasonidos inducir de forma segura y no invasiva un estado similar a la hibernación (o torpor) reversible en ratones y ratas, lo que abre la puerta, en caso de que se pudiera aplicar en un futuro la técnica en humanos, a utilizarla en viajes espaciales o en medicina.

La investigación está liderada por expertos de la Universidad de Washington en San Luis (Estados Unidos) y supone un paso más en el objetivo, aún lejano, de lograr una especie de hibernación para humanos, que se viene proponiendo desde hace más de seis décadas.

El nuevo método por ultrasonidos puede ayudar a alcanzar la fórmula "largamente perseguida de inducir de forma no invasiva y segura el estado de torpor que la comunidad científica persigue al menos desde los años sesenta", resume la investigadora principal, Hong Chen.

La investigación se publica en la revista Nature Metabolism y describe un método que activa temporalmente células nerviosas del cerebro que reducen la temperatura corporal y ralentizan el metabolismo.

Algunos mamíferos y aves conservan la energía y el calor de forma inteligente entrando en estado de torpor, durante el cual su temperatura corporal y su tasa metabólica descienden para permitirles sobrevivir a condiciones ambientales potencialmente mortales, como el frío extremo o la falta de alimento. 

Este estado puede ser diario, como en colibríes o murciélagos, o bien estacional, como la hibernación en los osos.

Aunque en la década de 1960 se propuso un estado similar para los astronautas que realizaban vuelos espaciales o para pacientes con problemas de salud potencialmente mortales, sigue siendo difícil inducirlo de forma segura, recuerda un comunicado de la universidad.

El equipo multidisciplinar indujo un estado similar al torpor en ratones utilizando ultrasonidos para estimular la zona preóptica del hipotálamo en el cerebro, que ayuda a regular la temperatura corporal y el metabolismo. 

Además del ratón, que entra en torpor de forma natural, lo provocaron en una rata, que no lo hace. 

Para lograrlo, el equipo desarrolló un transductor -dispositivo- de ultrasonidos portátil para estimular las neuronas del área preóptica del hipotálamo. 

Al estimularlas, los ratones mostraron un descenso de la temperatura corporal de unos 3 grados centígrados durante aproximadamente una hora. Además, su metabolismo pasó de utilizar carbohidratos y grasa como fuente de energía a utilizar sólo grasa, una característica clave del letargo, y su frecuencia cardíaca se redujo en un 47%, todo ello a temperatura ambiente.

El equipo también descubrió que, a medida que aumentaban la presión acústica y la duración de los ultrasonidos, también lo hacían la profundidad de la disminución de la temperatura corporal y la ralentización del metabolismo, lo que se conoce como hipotermia e hipometabolismo inducidos por ultrasonidos (UIH).

La UIH mantuvo la temperatura corporal del ratón en 32,95 grados durante unas 24 horas, que recuperó la temperatura normal una vez que se apagó el ultrasonido, agrega la investigadora.

Para saber cómo se activa la hipotermia y el hipometabolismo inducidos por ultrasonidos, el equipo estudió la dinámica de la actividad de las neuronas del área preóptica del hipotálamo. Observaron un aumento constante de la actividad neuronal en respuesta a cada pulso de ultrasonidos, que coincidía con los cambios en la temperatura corporal de los ratones.

Chen y su equipo también estudiaron la molécula que permitía a estas neuronas activarse con ultrasonidos. Mediante secuenciación genética, constataron que los ultrasonidos activaban el canal iónico TRPM2 en las neuronas del área preóptica del hipotálamo. 

En diversos experimentos, demostraron que este es un canal iónico sensible a los ultrasonidos y que contribuye a la inducción de la UIH.

En la rata, que no entra naturalmente en torpor o hibernación, el equipo administró ultrasonidos al área preóptica del hipotálamo y observó una disminución de la temperatura de la piel, sobre todo en la región del tejido adiposo marrón, así como un descenso de aproximadamente 1 grado en la temperatura corporal central, similar al torpor natural.

Este método podría tener aplicaciones futuras en medicina o en vuelos espaciales de larga distancia, resume por su parte la revista.

Aún hay limitaciones

"Se trata de 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 hibernador (ratón) como en uno no hibernador (rata)", opina Matteo Cerri, de la Universidad de Bolonia (Italia), quien no firma el artículo.

No obstante, "los efectos limitados en ratas, aunque significativos, también sugieren que aún queda trabajo por hacer para disponer de aplicaciones humanas adecuadas". 

"Teniendo en cuenta el grado de hipometabolismo alcanzado, creo que esta tecnología será útil en condiciones específicas en las que incluso una hipotermia modesta puede ser ya muy beneficiosa, más que para viajes interplanetarios", dice a Science Media Centre España.