Un oso grizzly disfrutando del aire libre en el WSU Bear Center. Crédito:Bob Hubner, Universidad Estatal de Washington
Alimentar con miel a los osos en hibernación ayudó a los investigadores de la Universidad Estatal de Washington a encontrar las posibles claves genéticas para el control de la insulina de los osos, un avance que podría conducir en última instancia a un tratamiento para la diabetes humana.
Cada año, los osos ganan una enorme cantidad de peso, luego apenas se mueven durante meses, un comportamiento que significaría diabetes en los humanos, pero no para los osos cuyos cuerpos pueden activar y desactivar la resistencia a la insulina casi como un interruptor. En la búsqueda del secreto de los osos, los científicos de WSU observaron miles de cambios en la expresión génica durante la hibernación, pero ahora un equipo de investigación los ha reducido a ocho proteínas.
"Parece que hay ocho proteínas que funcionan de forma independiente o juntas para modular la sensibilidad a la insulina y la resistencia que se observa en los osos que hibernan", dijo Joanna Kelley, genetista evolutiva de WSU y autora correspondiente del estudio publicado en iScience . "Todas estas ocho proteínas tienen homólogos humanos. No son exclusivas de los osos. Los mismos genes están en los humanos, lo que significa que tal vez haya una oportunidad directa para la traducción".
El equipo de investigación analizó los cambios en los cultivos de células de oso que fueron expuestos al suero sanguíneo extraído de osos grizzly alojados en el WSU Bear Center. Tanto las células como el suero sanguíneo se extrajeron de los osos durante las temporadas activas y de hibernación, así como durante un período de hibernación interrumpido cuando los investigadores alimentaron a los osos con agua y miel.
En el laboratorio, los investigadores combinaron diferentes cultivos celulares y sueros, como un cultivo celular de una temporada de hibernación con suero de la temporada activa, para analizar los cambios genéticos que ocurrieron.
Osos grizzly disfrutando del aire libre en el WSU Bear Center. Crédito:Bob Hubner, Universidad Estatal de Washington
A través de todas las combinaciones, fue el suero del período de alimentación de la mitad de la hibernación el que más ayudó a identificar las proteínas clave.
"Al alimentar a los osos solo durante dos semanas durante la hibernación, nos permitió controlar otras cosas como la duración del día y la temperatura, así como la disponibilidad de alimentos", dijo Kelley.
Los osos suelen levantarse y moverse un poco durante la hibernación, pero por lo general no comen, orinan ni defecan. Los investigadores utilizaron estos momentos de vigilia para ofrecer a los osos agua con miel, una de sus golosinas favoritas, como parte de otro estudio, que descubrió que el azúcar adicional interrumpía su comportamiento de hibernación. Luego, Kelley y sus colegas usaron las muestras de ese período de estudio para realizar su análisis genético.
Cuando los investigadores pusieron el suero de la hibernación interrumpida en un cultivo celular tomado de osos que hibernan regularmente, encontraron que esas células comenzaron a exhibir cambios en la actividad genética similares a los de las células de temporada activa.
A continuación, el equipo planea investigar cómo funcionan específicamente esas proteínas para revertir la resistencia a la insulina, investigación que, en última instancia, podría conducir al desarrollo de formas de prevenir o tratar la diabetes humana.
Un oso grizzly disfrutando del aire libre en el WSU Bear Center. Crédito:Bob Hubner, Universidad Estatal de Washington
"Este es un progreso hacia una mejor comprensión de lo que sucede a nivel genético y la identificación de moléculas específicas que controlan la resistencia a la insulina en los osos", dijo Blair Perry, coautor del estudio e investigador postdoctoral de WSU.
Las herramientas para comprender la genética son cada vez más sofisticadas y, recientemente, Kelley, Perry y sus colegas publicaron un ensamblaje del genoma actualizado para los osos pardos, de los cuales los osos pardos son una subespecie. Este genoma contiguo más completo puede ayudar a proporcionar una mejor comprensión de la genética de los osos, incluida la forma en que manejan la hibernación.
"Existe un valor inherente en el estudio de la diversidad de la vida que nos rodea y todas estas adaptaciones únicas y extrañas que han surgido", dijo Perry, quien también estudió la composición genética del veneno de serpiente. "Al comprender la base genómica de estas adaptaciones, obtenemos una mejor comprensión de lo que compartimos con otras especies y lo que nos hace únicos como humanos".
Otros investigadores de este estudio incluyen al coautor Michael Saxton junto con los coautores Brandon Evans Hutzenbiler, Shawn Trojahn, Alexia Gee, Anthony Brown, Omar Cornejo, Charles Robbins y Heiko Jansen, todos de WSU, así como Michael MacCoss, Gennifer Merrihew y Jea Park de la Universidad de Washington. Los osos tienen poder de hibernación en la sangre, pero la identidad de los componentes del 'superhéroe' sigue siendo un misterio
