Do lêmure malgaxe ao rato de laboratório, uma série de espécies que entram em hibernação ou em estados semelhantes de dormência está fornecendo pistas valiosas para compreender doenças humanas, aperfeiçoar a conservação de órgãos e até inspirar novos tratamentos metabólicos. Pesquisas recentes indicam que os ajustes fisiológicos feitos por esses animais ‒ redução extrema do metabolismo, queda de temperatura corporal e até diminuição de órgãos ‒ podem servir de modelo para enfrentar problemas como diabetes tipo 2, obesidade e neurodegeneração.
Hibernação também existe em climas quentes
Embora o inverno em Madagascar não seja rigoroso, cientistas observaram que os lêmures-anões de cauda gorda desaparecem nessa estação. O estudo liderado pelo fisiologista molecular Ken Storey, da Carleton University, mostrou que esses pequenos primatas se refugiam em câmaras subterrâneas ou ocos de árvores, onde entram em hibernação. O grupo analisou a expressão gênica do lêmure-cinzento e comparou os resultados aos do esquilo-terrestre-ártico, conhecido por permanecer meses em torpor. Embora vários genes clássicos de hibernação tenham sido detectados, apenas parte deles foi fortemente ativada nos lêmures. Entender como espécies de clima quente mantêm órgãos funcionais por longos períodos pode abrir caminho para novas estratégias de preservação de tecidos destinados a transplantes.
Musaranhos encolhem o cérebro no inverno
O musaranho-comum apresenta a mais alta taxa metabólica de repouso já registrada entre mamíferos. Em vez de desacelerar o organismo por meio da hibernação, esse insetívoro reduz o tamanho de órgãos altamente consumidores de energia, como baço, fígado, caixa craniana e cérebro. Por meio de sequenciamento de RNA, pesquisadores investigaram as mudanças de expressão gênica durante o outono, fase em que o cérebro se contrai, e na primavera, quando volta a crescer. Na retomada do crescimento, genes ligados a sinapses inibitórias tiveram expressão ampliada, enquanto componentes da via de apoptose sofreram queda. Esses resultados podem ajudar a desvendar mecanismos de neurodegeneração em humanos.
Tardígrados ativam dormência com sinal oxidativo
Tardígrados, popularmente chamados de ursos-d’água, enrolam-se em uma forma conhecida como tun quando enfrentam pressões extremas, temperaturas abaixo de zero ou falta total de água. Nessa configuração, sobrevivem até à radiação do espaço. Investigadores analisaram quais moléculas são produzidas diante de diferentes estressores e descobriram que a geração de óxidos funciona como o gatilho que converte o animal na forma tun. O achado revela um mecanismo bioquímico compartilhado por variadas condições adversas.
Metabolismo do urso-pardo inspira estudos sobre resistência à insulina
Durante a hibernação, ursos-pardos tornam-se resistentes à insulina, mas recuperam a sensibilidade ao hormônio assim que despertam na primavera. Intrigado por essas mudanças reversíveis, o biólogo Heiko Jansen, da Washington State University, coleta adipócitos de ursos hibernando e ativos para investigar como o “interruptor” metabólico funciona. O objetivo é traduzir essas descobertas em terapias para obesidade e diabetes tipo 2.
Jejum induz torpor em camundongos; hamsters ajudam a mapear o cérebro hibernador
O neurologista Siniša Hrvatin, do Whitehead Institute for Biomedical Research, procurou entender como o cérebro decide entrar em torpor. Camundongos não hibernam naturalmente, mas passam por um torpor profundo quando ficam em jejum. Estudando animais nessa condição, o grupo de Hrvatin identificou neurônios no hipotálamo capazes de comandar o processo. O passo seguinte envolve hamsters sírios, especialistas em hibernação verdadeira; a equipe vai comparar regiões cerebrais para mapear os circuitos que sustentam o comportamento.
Imagem: wherein they lower their metabolic rate
Elementos reguladores, não genes isolados, pilotam a hibernação
Para perscrutar a base molecular do torpor, o neurobiólogo Christopher Gregg, da Universidade de Utah, realizou uma análise bioinformática do hipotálamo de camundongos alimentados, em jejum e refeitos. Milhares de genes apresentaram alterações de acessibilidade à cromatina e variações expressivas de transcrição. Ao eliminar regiões regulatórias no genoma, sua equipe induziu respostas parecidas com torpor, sugerindo que conjuntos de elementos controlam o estado metabólico, e não um ou dois genes chave. O trabalho abre uma trilha para identificar “programas” genéticos inteiros responsáveis pelo fenômeno.
Do recanto tropical de Madagascar aos laboratórios de genética nos Estados Unidos, a hibernação ‒ ou seus equivalentes ‒ mostra-se um laboratório natural. Esses organismos demonstram como desligar e religar funções vitais, conservar energia e manter tecidos íntegros por semanas ou meses. Decifrar esses mecanismos pode transformar a medicina humana, desde a prevenção de degeneração neural até o aprimoramento do transporte de órgãos.
Com informações de The Scientist