Descubren que los ‘superpoderes’ de la hibernación están ocultos en nuestro ADN

Pensemos por un momento en lo que son capaces de hacer animales como un oso o una marmota. Duermen durante meses, sin comer ni beber, con sus cuerpos al límite de la congelación y el metabolismo y la actividad cerebral reducidos a la mínima expresión. Al despertar, sin embargo, se recuperan sin problema de unos cambios fisiológicos que resultan muy parecidos a los de enfermedades que causan estragos en los humanos, como la diabetes tipo 2, el alzhéimer o los accidentes cerebrovasculares. La extraordinaria capacidad de hibernación de estos y otros muchos animales resulta asombrosa, y ahora dos equipos de investigadores acaban de revelar, en sendos artículos en ‘ Science ‘, que su secreto podría estar escondido en nuestro propio ADN. El hallazgo abre una puerta al desarrollo de tratamientos capaces de revertir las enfermedades neurodegenerativas y la diabetes.El ADN dormidoLos dos estudios, llevados a cabo por distintos equipos de la Universidad de Utah Health bajo la dirección de Chris Gregg, profesor de neurobiología, anatomía y genética humana, revelan un paisaje genético que bien podría ser la hoja de ruta para descifrar el enigma. Los investigadores, de hecho, hallaron un conjunto de genes que, curiosamente, los humanos también poseemos.La atención de los investigadores se centró en una región genética conocida como el ‘locus FTO’ (del inglés Fat Mass and Obesity), es decir, el ‘lugar de la masa grasa y la obesidad’. Este ‘clúster’ de genes es fundamental en la asombrosa habilidad de los hibernadores para transformar sus cuerpos. «Lo más sorprendente de esta región -señala Gregg- es que es también el factor de riesgo genético más potente para la obesidad humana». Parece una paradoja: lo que para nosotros representa un problema de salud, para ellos es una ventaja evolutiva. Los animales capaces de hibernar , en efecto, parecen haber encontrado la forma de utilizar estos genes de formas que les benefician. Y los científicos quieren ahora averiguar cómo lo han hecho.Lo que los investigadores han descubierto, pues, no son nuevos genes, sino algo más sutil y, quizás, más potente: regiones de ADN específicas de los ‘hibernadores’ que se encuentran cerca del locus FTO y que actúan como ‘directores de orquesta’ genéticos. Estas secuencias de ADN, de hecho, regulan la actividad de los genes vecinos, subiendo o bajando su ‘volumen’.Según los estudios, es precisamente esta capacidad de ajuste fino lo que permite a los hibernadores acumular una cantidad significativa de grasa antes de la llegada del invierno, para luego utilizar esas reservas de manera eficiente durante todo el período de inactividad. Es como si tuvieran un ‘interruptor’ metabólico que les permite pasar de un modo de ‘acumulación’ a un modo de ‘conservación extrema’ sin sufrir las consecuencias negativas que un humano experimentaría en las mismas condiciones.Para demostrar la importancia de estas regiones reguladoras específicas de los hibernadores, Gregg y sus colegas llevaron a cabo experimentos con ratones. Al mutar dichas regiones en los roedores, se produjeron cambios significativos en su peso y metabolismo. Algunas mutaciones aceleraron o ralentizaron el aumento de peso bajo condiciones dietéticas específicas; otras afectaron a la capacidad de los ratones para recuperar su temperatura corporal después de un estado similar a la hibernación, o ajustaron su tasa metabólica general.Noticia Relacionada estandar Si Miguel Alcubierre, físico: «En cien años tendremos astronautas por todo el sistema solar» José Manuel NievesPero lo realmente llamativo es que estas regiones de ADN no son genes en sí mismos, sino secuencias que interactúan con genes cercanos y modulan su expresión. Susan Steinwand, investigadora en neurobiología y anatomía en la Universidad de Utah Health y primera autora de uno de los estudios, lo explica con una analogía: «Cuando eliminas uno de estos elementos, esta pequeña región de ADN aparentemente insignificante, la actividad de cientos de genes cambia. Es bastante sorprendente». Es como si al mover un único interruptor, se encendiera o apagara un complejo sistema de luces en toda una ciudad.Comprender la ‘flexibilidad metabólica’ de los hibernadores podría abrir, por tanto, nuevas vías para el tratamiento de trastornos metabólicos humanos, como la diabetes tipo 2. «Si pudiéramos regular nuestros genes un poco más como los hibernadores -explica Elliott Ferris, primer autor del otro estudio-, quizás podríamos superar la diabetes tipo 2 de la misma manera en que un hibernador vuelve a un estado metabólico normal». Es un objetivo ambicioso, pero no imposible.Como una aguja en un pajarEncontrar las regiones genéticas que hacen posible la hibernación supone un desafío monumental, comparable a buscar agujas en un enorme pajar de ADN. Para acotar las regiones relevantes, los investigadores emplearon múltiples tecnologías de genoma completo independientes. Primero, buscaron secuencias de ADN que la mayoría de los mamíferos comparten, pero que habían cambiado drásticamente en los hibernadores. «Si una región no cambia mucho de una especie a otra durante más de 100 millones de años -explica Ferris- pero luego cambia rápida y drásticamente en dos mamíferos hibernadores, entonces apunta a algo que es importante específicamente para la hibernación».Además, para entender los procesos biológicos que subyacen a la hibernación, los investigadores identificaron los genes que se activaron o desactivaron durante el ayuno en ratones, causando cambios metabólicos similares a los de la hibernación. Luego, descubrieron los genes que actúan como ‘centros’ o ‘coordinadores’ centrales de estos cambios en la actividad génica inducidos por el ayuno.Curiosamente, muchas de las regiones de ADN que habían evolucionado recientemente en los hibernadores también parecían interactuar con estos genes centrales de coordinación. Lo cual sugiere que la evolución de la hibernación requiere cambios específicos en el control de estos genes ‘hub’. Por eso, constituyen una lista selecta de elementos de ADN que serán objeto de futuras investigaciones.¿Está todo en nuestro interior?Uno de los aspectos más intrigantes de ambos estudios es que la mayoría de los cambios asociados a la hibernación en el genoma parecen ‘romper’ la función de piezas específicas de ADN, en lugar de conferirles una nueva función. Esto insinúa que los hibernadores podrían haber perdido ciertas restricciones que, de otro modo, habrían evitado esa flexibilidad extrema en la capacidad de controlar el metabolismo. Dicho de otra manera, es posible que nuestro ‘termostato’ humano esté bloqueado en un rango estrecho de consumo continuo de energía, mientras que para los hibernadores, esa cerradura podría haberse roto.Los hibernadores, de hecho, tienen la capacidad de revertir la neurodegeneración, evitar la atrofia muscular, mantenerse sanos a pesar de las enormes fluctuaciones de peso, e incluso mostrar una mejora en el envejecimiento y la longevidad. Los investigadores creen que sus hallazgos demuestran que los humanos podrían tener el código genético necesario para poseer ‘superpoderes’ similares a los de los hibernadores. Solo haría falta desactivar algunos de nuestros ‘interruptores’ metabólicos.«Los humanos -afirma Steinwand- ya tenemos el marco genético. Solo necesitamos identificar los interruptores de control para estos rasgos de hibernador». Si aprendemos cómo hacerlo, los humanos podríamos, quizá, hacer gala de las mismas y extraordinarias capacidades de los animales que hibernan. En palabras de Gregg, «existe potencialmente una oportunidad, al comprender estos mecanismos vinculados a la hibernación en el genoma, de encontrar estrategias para intervenir y ayudar con las enfermedades relacionadas con la edad. Si eso está escondido en el genoma que ya tenemos, podríamos aprender de los hibernadores para mejorar nuestra propia salud».MÁS INFORMACIÓN noticia No Carboneros, las aves que se divorcian y dan señales de la ruptura con meses de antelación: no se quieren ni ver noticia No El secreto del Coliseo: el hormigón romano podría salvar el futuroEl hallazgo, por tanto, supone una puerta abierta en la búsqueda de nuevas terapias. Si los científicos consiguen desentrañar los secretos del ADN de los hibernadores, podríamos estar ante una nueva revolución en medicina, una que nos permitiría afrontar muchas enfermedades con una perspectiva totalmente nueva. ¿Quién sabe? Puede que el futuro de nuestra salud dependa de aprender a ‘dormir’ como un oso. Pensemos por un momento en lo que son capaces de hacer animales como un oso o una marmota. Duermen durante meses, sin comer ni beber, con sus cuerpos al límite de la congelación y el metabolismo y la actividad cerebral reducidos a la mínima expresión. Al despertar, sin embargo, se recuperan sin problema de unos cambios fisiológicos que resultan muy parecidos a los de enfermedades que causan estragos en los humanos, como la diabetes tipo 2, el alzhéimer o los accidentes cerebrovasculares. La extraordinaria capacidad de hibernación de estos y otros muchos animales resulta asombrosa, y ahora dos equipos de investigadores acaban de revelar, en sendos artículos en ‘ Science ‘, que su secreto podría estar escondido en nuestro propio ADN. El hallazgo abre una puerta al desarrollo de tratamientos capaces de revertir las enfermedades neurodegenerativas y la diabetes.El ADN dormidoLos dos estudios, llevados a cabo por distintos equipos de la Universidad de Utah Health bajo la dirección de Chris Gregg, profesor de neurobiología, anatomía y genética humana, revelan un paisaje genético que bien podría ser la hoja de ruta para descifrar el enigma. Los investigadores, de hecho, hallaron un conjunto de genes que, curiosamente, los humanos también poseemos.La atención de los investigadores se centró en una región genética conocida como el ‘locus FTO’ (del inglés Fat Mass and Obesity), es decir, el ‘lugar de la masa grasa y la obesidad’. Este ‘clúster’ de genes es fundamental en la asombrosa habilidad de los hibernadores para transformar sus cuerpos. «Lo más sorprendente de esta región -señala Gregg- es que es también el factor de riesgo genético más potente para la obesidad humana». Parece una paradoja: lo que para nosotros representa un problema de salud, para ellos es una ventaja evolutiva. Los animales capaces de hibernar , en efecto, parecen haber encontrado la forma de utilizar estos genes de formas que les benefician. Y los científicos quieren ahora averiguar cómo lo han hecho.Lo que los investigadores han descubierto, pues, no son nuevos genes, sino algo más sutil y, quizás, más potente: regiones de ADN específicas de los ‘hibernadores’ que se encuentran cerca del locus FTO y que actúan como ‘directores de orquesta’ genéticos. Estas secuencias de ADN, de hecho, regulan la actividad de los genes vecinos, subiendo o bajando su ‘volumen’.Según los estudios, es precisamente esta capacidad de ajuste fino lo que permite a los hibernadores acumular una cantidad significativa de grasa antes de la llegada del invierno, para luego utilizar esas reservas de manera eficiente durante todo el período de inactividad. Es como si tuvieran un ‘interruptor’ metabólico que les permite pasar de un modo de ‘acumulación’ a un modo de ‘conservación extrema’ sin sufrir las consecuencias negativas que un humano experimentaría en las mismas condiciones.Para demostrar la importancia de estas regiones reguladoras específicas de los hibernadores, Gregg y sus colegas llevaron a cabo experimentos con ratones. Al mutar dichas regiones en los roedores, se produjeron cambios significativos en su peso y metabolismo. Algunas mutaciones aceleraron o ralentizaron el aumento de peso bajo condiciones dietéticas específicas; otras afectaron a la capacidad de los ratones para recuperar su temperatura corporal después de un estado similar a la hibernación, o ajustaron su tasa metabólica general.Noticia Relacionada estandar Si Miguel Alcubierre, físico: «En cien años tendremos astronautas por todo el sistema solar» José Manuel NievesPero lo realmente llamativo es que estas regiones de ADN no son genes en sí mismos, sino secuencias que interactúan con genes cercanos y modulan su expresión. Susan Steinwand, investigadora en neurobiología y anatomía en la Universidad de Utah Health y primera autora de uno de los estudios, lo explica con una analogía: «Cuando eliminas uno de estos elementos, esta pequeña región de ADN aparentemente insignificante, la actividad de cientos de genes cambia. Es bastante sorprendente». Es como si al mover un único interruptor, se encendiera o apagara un complejo sistema de luces en toda una ciudad.Comprender la ‘flexibilidad metabólica’ de los hibernadores podría abrir, por tanto, nuevas vías para el tratamiento de trastornos metabólicos humanos, como la diabetes tipo 2. «Si pudiéramos regular nuestros genes un poco más como los hibernadores -explica Elliott Ferris, primer autor del otro estudio-, quizás podríamos superar la diabetes tipo 2 de la misma manera en que un hibernador vuelve a un estado metabólico normal». Es un objetivo ambicioso, pero no imposible.Como una aguja en un pajarEncontrar las regiones genéticas que hacen posible la hibernación supone un desafío monumental, comparable a buscar agujas en un enorme pajar de ADN. Para acotar las regiones relevantes, los investigadores emplearon múltiples tecnologías de genoma completo independientes. Primero, buscaron secuencias de ADN que la mayoría de los mamíferos comparten, pero que habían cambiado drásticamente en los hibernadores. «Si una región no cambia mucho de una especie a otra durante más de 100 millones de años -explica Ferris- pero luego cambia rápida y drásticamente en dos mamíferos hibernadores, entonces apunta a algo que es importante específicamente para la hibernación».Además, para entender los procesos biológicos que subyacen a la hibernación, los investigadores identificaron los genes que se activaron o desactivaron durante el ayuno en ratones, causando cambios metabólicos similares a los de la hibernación. Luego, descubrieron los genes que actúan como ‘centros’ o ‘coordinadores’ centrales de estos cambios en la actividad génica inducidos por el ayuno.Curiosamente, muchas de las regiones de ADN que habían evolucionado recientemente en los hibernadores también parecían interactuar con estos genes centrales de coordinación. Lo cual sugiere que la evolución de la hibernación requiere cambios específicos en el control de estos genes ‘hub’. Por eso, constituyen una lista selecta de elementos de ADN que serán objeto de futuras investigaciones.¿Está todo en nuestro interior?Uno de los aspectos más intrigantes de ambos estudios es que la mayoría de los cambios asociados a la hibernación en el genoma parecen ‘romper’ la función de piezas específicas de ADN, en lugar de conferirles una nueva función. Esto insinúa que los hibernadores podrían haber perdido ciertas restricciones que, de otro modo, habrían evitado esa flexibilidad extrema en la capacidad de controlar el metabolismo. Dicho de otra manera, es posible que nuestro ‘termostato’ humano esté bloqueado en un rango estrecho de consumo continuo de energía, mientras que para los hibernadores, esa cerradura podría haberse roto.Los hibernadores, de hecho, tienen la capacidad de revertir la neurodegeneración, evitar la atrofia muscular, mantenerse sanos a pesar de las enormes fluctuaciones de peso, e incluso mostrar una mejora en el envejecimiento y la longevidad. Los investigadores creen que sus hallazgos demuestran que los humanos podrían tener el código genético necesario para poseer ‘superpoderes’ similares a los de los hibernadores. Solo haría falta desactivar algunos de nuestros ‘interruptores’ metabólicos.«Los humanos -afirma Steinwand- ya tenemos el marco genético. Solo necesitamos identificar los interruptores de control para estos rasgos de hibernador». Si aprendemos cómo hacerlo, los humanos podríamos, quizá, hacer gala de las mismas y extraordinarias capacidades de los animales que hibernan. En palabras de Gregg, «existe potencialmente una oportunidad, al comprender estos mecanismos vinculados a la hibernación en el genoma, de encontrar estrategias para intervenir y ayudar con las enfermedades relacionadas con la edad. Si eso está escondido en el genoma que ya tenemos, podríamos aprender de los hibernadores para mejorar nuestra propia salud».MÁS INFORMACIÓN noticia No Carboneros, las aves que se divorcian y dan señales de la ruptura con meses de antelación: no se quieren ni ver noticia No El secreto del Coliseo: el hormigón romano podría salvar el futuroEl hallazgo, por tanto, supone una puerta abierta en la búsqueda de nuevas terapias. Si los científicos consiguen desentrañar los secretos del ADN de los hibernadores, podríamos estar ante una nueva revolución en medicina, una que nos permitiría afrontar muchas enfermedades con una perspectiva totalmente nueva. ¿Quién sabe? Puede que el futuro de nuestra salud dependa de aprender a ‘dormir’ como un oso.  

Pensemos por un momento en lo que son capaces de hacer animales como un oso o una marmota. Duermen durante meses, sin comer ni beber, con sus cuerpos al límite de la congelación y el metabolismo y la actividad cerebral reducidos a la mínima … expresión. Al despertar, sin embargo, se recuperan sin problema de unos cambios fisiológicos que resultan muy parecidos a los de enfermedades que causan estragos en los humanos, como la diabetes tipo 2, el alzhéimer o los accidentes cerebrovasculares.

La extraordinaria capacidad de hibernación de estos y otros muchos animales resulta asombrosa, y ahora dos equipos de investigadores acaban de revelar, en sendos artículos en ‘Science‘, que su secreto podría estar escondido en nuestro propio ADN. El hallazgo abre una puerta al desarrollo de tratamientos capaces de revertir las enfermedades neurodegenerativas y la diabetes.

El ADN dormido

Los dos estudios, llevados a cabo por distintos equipos de la Universidad de Utah Health bajo la dirección de Chris Gregg, profesor de neurobiología, anatomía y genética humana, revelan un paisaje genético que bien podría ser la hoja de ruta para descifrar el enigma. Los investigadores, de hecho, hallaron un conjunto de genes que, curiosamente, los humanos también poseemos.

La atención de los investigadores se centró en una región genética conocida como el ‘locus FTO’ (del inglés Fat Mass and Obesity), es decir, el ‘lugar de la masa grasa y la obesidad’. Este ‘clúster’ de genes es fundamental en la asombrosa habilidad de los hibernadores para transformar sus cuerpos. «Lo más sorprendente de esta región -señala Gregg- es que es también el factor de riesgo genético más potente para la obesidad humana». Parece una paradoja: lo que para nosotros representa un problema de salud, para ellos es una ventaja evolutiva. Los animales capaces de hibernar, en efecto, parecen haber encontrado la forma de utilizar estos genes de formas que les benefician. Y los científicos quieren ahora averiguar cómo lo han hecho.

Lo que los investigadores han descubierto, pues, no son nuevos genes, sino algo más sutil y, quizás, más potente: regiones de ADN específicas de los ‘hibernadores’ que se encuentran cerca del locus FTO y que actúan como ‘directores de orquesta’ genéticos. Estas secuencias de ADN, de hecho, regulan la actividad de los genes vecinos, subiendo o bajando su ‘volumen’.

Según los estudios, es precisamente esta capacidad de ajuste fino lo que permite a los hibernadores acumular una cantidad significativa de grasa antes de la llegada del invierno, para luego utilizar esas reservas de manera eficiente durante todo el período de inactividad. Es como si tuvieran un ‘interruptor’ metabólico que les permite pasar de un modo de ‘acumulación’ a un modo de ‘conservación extrema’ sin sufrir las consecuencias negativas que un humano experimentaría en las mismas condiciones.

Para demostrar la importancia de estas regiones reguladoras específicas de los hibernadores, Gregg y sus colegas llevaron a cabo experimentos con ratones. Al mutar dichas regiones en los roedores, se produjeron cambios significativos en su peso y metabolismo. Algunas mutaciones aceleraron o ralentizaron el aumento de peso bajo condiciones dietéticas específicas; otras afectaron a la capacidad de los ratones para recuperar su temperatura corporal después de un estado similar a la hibernación, o ajustaron su tasa metabólica general.

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