Un pequeño animal logra reducir su cerebro para sobrevivir en contextos desfavorables

La musaraña común es un pequeño mamífero que puede perder hasta un 18% de su peso a medida que baja la temperatura y se acerca la etapa más fría del año: esta reducción incluye más de una cuarta parte de la masa de su cerebro, que reduce para sobrevivir y luego amplía nuevamente al llegar la primavera, haciendo crecer los tejidos perdidos. Los nuevos conocimientos podrían estar implicados en una variedad de condiciones de salud en los seres humanos, incluyendo la enfermedad de Alzheimer.

Una nueva investigación internacional liderada por la Universidad Stony Brook, en Estados Unidos, muestra cómo la musaraña común euroasiática (Sorex araneus) modifica su cerebro y tamaño corporal durante todo el año. El estudio publicado en eLife evidencia cómo los cambios en la expresión génica permiten a estos pequeños mamíferos reducir su cerebro en invierno y hacerlo crecer nuevamente en primavera.

Esto desafía el patrón típico de los mamíferos, en los cuales el tamaño del cerebro y otros órganos no cambia en estas situaciones. Los hallazgos brindan pistas genéticas sobre la salud neurológica y metabólica en los mamíferos, pero además podrían tener implicaciones en cuanto a la salud humana y algunas patologías mentales, como por ejemplo el Alzheimer.

El papel del hipotálamo

La investigación explora los fundamentos moleculares del fenómeno de Dehnel, una extraña adaptación en la cual el cerebro, el cráneo y otros órganos de la musaraña se reducen hasta en un 30%, conservando energía frente a las bajas temperaturas y la escasez de alimentos que caracterizan a la época invernal.

Como se explica en una nota de prensa, mientras que la mayoría de los pequeños mamíferos hibernan o migran para sobrevivir a las duras condiciones del invierno en gran parte del planeta, la musaraña se mantiene activa gracias a este cambio de tamaño, disminuyendo la demanda de energía mientras preserva la dinámica de su metabolismo.

La reducción de los órganos implica un descenso de hasta un 18% en su peso: el equipo dirigido por el cientifico William Thomas se centró en investigar el hipotálamo, una región del cerebro que regula el equilibrio energético. En concreto, estudiaron cómo la expresión génica, o sea la forma en que se activan los genes para desarrollar determinadas funciones, cambia estacionalmente en la musaraña y otras especies de mamíferos, incluyendo al ser humano.

Variaciones genéticas y enfermedades neurológicas

"Producimos un conjunto de datos para comparar el hipotálamo de la musaraña a través de distintas estaciones y especies. A partir de esta información, hallamos un conjunto de genes que cambian a través de las estaciones y se relacionan con la regulación de la homeostasis energética, así como los genes que regulan la muerte celular. Creemos que este fenómeno puede estar asociado con las reducciones en el tamaño del cerebro", indicó Thomas en el comunicado.

Por otro lado, los hallazgos del estudio presentan nuevas oportunidades para que los científicos comprendan con mayor profundidad las enfermedades neurológicas en los humanos: incluso, los genes particulares identificados en la musaraña podrían utilizarse para futuros tratamientos terapéuticos orientados a enfermedades neurodegenerativas.

Por ejemplo, varios genes con roles importantes en trastornos neurológicos y metabólicos humanos se modifican según la estación y se regulan al alza en la musaraña. Los mismos podrían desempeñar un papel clave en el reciclaje de proteínas en las células: un reciclaje inadecuado da como resultado la agregación de proteínas, un sello distintivo de varias enfermedades neurológicas como la ELA, el Alzheimer y el Parkinson.

Referencia

Seasonal and comparative evidence of adaptive gene expression in mammalian brain size plasticity. William R Thomas et al. eLife (2024). DOI:https://doi.org/10.7554/eLife.100788.1