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Logran inducir, por primera vez, la hibernación con ultrasonidos

Este logro podría aumentar la probabilidad de supervivencia de los pacientes en condiciones que amenazan su vida, al ralentizar el metabolismo

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Logran inducir, por primera vez, la hibernación con ultrasonidos

Por Lucía de Mingo

26 de mayo de 2023

Un equipo multidisciplinario de la Universidad de Washington, en St. Louis, liderado por el investigador Hong Chen, ha logrado inducir de forma segura y no invasiva un estado similar a la hibernación con ultrasonido. Además de lograrlo en ratones, que naturalmente entran en hibernación, Chen y su equipo lograron inducirlo también en una rata, que no lo hace. Estos hallazgos, publicados el en la revista científica Nature Metabolism, muestran el primer método no invasivo y seguro para inducir un estado similar a la hibernación dirigiéndose al sistema nervioso central.

El ultrasonido es la única forma para penetrar el cráneo, de manera no invasiva, y enfocarse en cualquier lugar dentro del cerebro con precisión milimétrica y sin radiación ionizante. Gracias a su seguridad, portabilidad y bajo coste, el ultrasonido se ha convertido en una tecnología prometedora para la neuromodulación. El objetivo de este estudio era estimular el área preóptica del hipotálamo en el cerebro, que ayuda a regular la temperatura corporal y el metabolismo, de la mano de esta tecnología. 

Los investigadores crearon un dispositivo de ultrasonido portátil para estimular las neuronas en el área preóptica del hipotálamo. Cuando fueron estimuladas, los ratones mostraron una caída en la temperatura corporal de aproximadamente tres grados durante en torno una hora. En la rata, que no entra naturalmente en letargo o hibernación, el equipo administró ultrasonido al área preóptica del hipotálamo y encontró una disminución en la temperatura de la piel, particularmente en la región del tejido adiposo marrón, así como una caída de aproximadamente un grado en la temperatura corporal central.

Su metabolismo también cambió y pasó de usar carbohidratos y grasas para obtener energía a solo grasa, una característica clave de este estado de hibernación. De hecho, observaron que, a medida que aumentaba la presión acústica y la duración del ultrasonido, también se llegaba a producir tanto hipotermia como hipometabolismo, dos procesos que también estudiaron a través de la actividad de las neuronas. Además, sus frecuencias cardíacas cayeron en aproximadamente un 47%, todo mientras estaban a temperatura ambiente.

"Esta estrategia tiene el potencial de lograr la inducción no invasiva y segura del estado de letargo, que ha sido perseguido por la comunidad científica al menos desde la década de 1960", afirma Chen. "La estimulación con ultrasonido posee una capacidad única para alcanzar de forma no invasiva las regiones cerebrales profundas con alta precisión espacial y temporal en cerebros animales y humanos".

Reducir el consumo de energía en el espacio

Tanto el letargo como la hibernación son estados fisiológicos en los que los mamíferos suprimen activamente el metabolismo, reducen la temperatura corporal y ralentizan otros procesos para conservar energía y sobrevivir en condiciones fatales y temperaturas ambientales extremas. El concepto de inducir a la hipotermia y al hipometabolismo por medios artificiales se propuso inicialmente en 1960 como una solución biomédica para reducir el consumo de energía durante los vuelos espaciales tripulados a largo plazo, pero no se consiguió. Según los investigadores, este logro podría aumentar la probabilidad de supervivencia de los pacientes en condiciones que amenazan su vida (por ejemplo, un ataque cardíaco o un accidente cerebrovascular), al ralentizar el metabolismo y la progresión de la enfermedad.

 



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