Por Shelly fan – 8 de noviembre de 2018.

Ninguna película de viajes interestelares está completa sin hibernadores. Desde Prometheus a Los pasajeros, hemos visto a los protagonistas despertarse en las cápsulas de hibernación, reiniciando su frágil fisiología desde un estado prolongado de animación suspendida, un proceso violento que generalmente involucra la expulsión de fluidos estomacales.

Este violento despertar parece tener sentido. Los humanos, después de todo, no hibernan naturalmente. Pero un pequeño grupo ecléctico de científicos está luchando contra la naturaleza para desencadenar la hibernación artificial en los humanos. Si tienen éxito, podrían retrasar el envejecimiento, tratar enfermedades que amenazan la vida y llevarnos a Marte y más allá.

Durante la primera semana de noviembre de 2018, un grupo de expertos se reunió en Nueva Orleans para explorar la posibilidad de inducir la hibernación “sintética” en los seres humanos. Los científicos están aprendiendo de la naturaleza para comprender los factores que conducen a la hibernación y el despertar en los animales.

El enigma de la hibernación.

¿Qué mejor manera de pasar largos períodos de frialdad y escasez alimentaria, que amenazan la vida, que entrar en una profunda inconsciencia?. Gran parte del reino animal hiberna a través de inviernos: osos, ardillas, erizos. Incluso nuestro primo primate, el lémur de cola gorda, disminuye drásticamente su tasa metabólica cuando los suministros de alimentos disminuyen.

¿Qué pasa con nosotros?. Aunque (lamentablemente) no hibernamos, un puñado de “milagros” sugiere que una congelación metabólica puede ayudar a preservar nuestros cuerpos lesionados de una manera beneficiosa.

En 1999, la radióloga Dra. Anna Bagenholm cayó en un arroyo congelado mientras esquiaba en Noruega. Cuando fue recuperada, había estado bajo hielo durante más de 80 minutos. Todo indicaba que estaba clínicamente muerta, sin respiración, sin latidos. La temperatura de su cuerpo bajó a una temperatura sin precedentes de 13,7 ° C.

Sin embargo, cuando los médicos gradualmente calentaron su sangre, su cuerpo comenzó a sanar lentamente. Al día siguiente, su corazón se reinició. Al día 12, Bagenholm abrió los ojos. Se recuperó por completo.

El caso de Bagenholm es sólo un indicio de que los humanos tienen la capacidad de recuperarse de un estado metabólico severamente deprimido. Durante años, los médicos han empleado hipotermia terapéutica, que consiste en reducir la temperatura corporal unos pocos grados durante varios días, para ayudar a mantener a los pacientes con lesiones cerebrales o epilepsia en animación suspendida.

Este enfriamiento rápido ayuda a preservar los tejidos que se han cortado del suministro de sangre, por lo que requieren menos oxígeno para funcionar. En China, los experimentos han ayudado a mantener a algunas personas congeladas hasta durante dos semanas.

Las posibilidades de la hipotermia terapéutica son tantas que, en 2014, la NASA se asoció con SpaceWorks, con sede en Altanta, y aportó fondos preliminares para el desarrollo de un hibernador para viajes espaciales de larga duración, como el caso de una misión a Marte.

Aunque la travesía espacial sólo duraría unos pocos meses, poner a los astronautas en un estado inactivo podría reducir drásticamente la cantidad requerida de alimentos y el tamaño del hábitat. Un estado de hibernación también podría ayudar a prevenir los efectos secundarios graves de la baja gravedad, como los cambios en el flujo de líquido espinal que disminuyen la vista. La estimulación muscular directa, proporcionada por la cápsula de hibernación, podría prevenir el desgaste muscular en cero G, y un estado profundo de inconsciencia podría minimizar los riesgos psicológicos como el aburrimiento y la soledad.

El proyecto llegó a la segunda ronda de financiación, pero quedaron muchas preguntas pendientes. Un problema derivado de una hipotermia prolongada que daña la salud es que pueden producirse coágulos de sangre, sangrado, infección e insuficiencia hepática. En una nave espacial sin instalaciones médicas complejas, estas complicaciones podrían ser mortales.

Otro problema es que no entendemos completamente lo que sucede en un animal cuando entra en hibernación. Eso es lo que la conferencia de Nueva Orleans trató de abordar.

 

Inspiracion biológica.

Para la doctora Hannah Carey de la Universidad de Wisconsin, la respuesta a la hibernación humana puede no estar en los tratamientos médicos, sino en la naturaleza.

Carey estudia los hábitos de hibernación de la ardilla de tierra, un pequeño roedor omnívoro que deambula por las praderas norteamericanas. Entre finales de septiembre y mayo, la ardilla de tierra hiberna en madrigueras subterráneas para sobrevivir a los duros inviernos.

Según Carey, “El hecho de que haya hibernación en el linaje de los primates hace que cualquier descubrimiento con potencial biomédico sea mucho más aplicable a los seres humanos”.

Una observación peculiar que Carey ha hecho es que la baja tasa metabólica no dura todo el invierno. Periódicamente, los animales en hibernación se levantan de su estado de letargo durante medio día, elevando la temperatura de su cuerpo a la normalidad. Sin embargo, los animales todavía no comen ni beben durante estos períodos.

El neurocientífico de Oxford, Dr. Vlad Vyazovskiy, quien también se presentó en la conferencia dijo que “Originalmente, la hibernación se consideraba una continuación del sueño, pero fisiológicamente es muy diferente porque su metabolismo está totalmente suspendido, aunque permanece regulado” . “El letargo, este desafío metabólico extremo, parece hacerle algo al cerebro o al cuerpo que necesita dormir, lo que a su vez proporciona algún tipo de restauración”.

Los neurocientíficos han apreciado durante mucho tiempo los beneficios del sueño. Por ejemplo, los estudios muestran que el sueño ayuda al cerebro a eliminar los desechos tóxicos a través de su sistema linfático y permite que las sinapsis del cerebro se “reinicien”. Si la hibernación contribuye a un estado de falta de sueño, ¿la inducción periódica de sueño podría ser la respuesta al letargo a largo plazo?

Todavía no lo sabemos. Pero para Carey, estos hallazgos en animales sugieren que en la búsqueda de la hibernación humana, descifrar la biología de los hibernadores naturales puede ser preferible a las prácticas médicas basadas en hipotermia.

 

Hibernación artificial. 

Mientras Cary y Vyazovskiy estudian cómo los animales en hibernación se mantienen sanos, el Dr. Matteo Cerri de la Universidad de Bolonia en Italia tiene un enfoque diferente: cómo inducir letargo artificialmente en animales que no hibernan.

La respuesta puede estar en un pequeño grupo de neuronas en una región del cerebro llamada el Núcleo Pálido del Rafe. Debido a que el metabolismo disminuye drásticamente durante la hibernación, es probable que los mecanismos hormonales y cerebrales estén involucrados para iniciar el proceso.

En 2013, su equipo fue uno de los primeros en inducir un estado similar a la hibernación en ratas, que normalmente no hibernan. Inyectaron un producto químico en el Núcleo Pálido del Rafe para inhibir la actividad neuronal. Estas neuronas generalmente están involucradas en la “defensa contra el frío termorregulador”, dijo Cerri, en el sentido de que desencadenarán respuestas biológicas para contrarrestar la disminución de la temperatura corporal.

Luego, las ratas se colocaron en una habitación oscura y fría y se alimentaron con dietas ricas en grasas, condiciones que se sabe que disminuyen la tasa metabólica.

Apagar las neuronas de defensa durante seis horas produjo una caída drástica de la temperatura en el cerebro de las ratas. Sus ritmos cardíacos y presión arterial también disminuyeron. Finalmente, sus patrones de ondas cerebrales comenzaron a parecerse a los animales en hibernación natural.

¿La mejor parte?. Cuando el equipo detuvo el tratamiento, las ratas se recuperaron: no mostraron ningún signo de comportamiento anormal al día siguiente.

Los intentos anteriores de inducir el letargo en animales que no hibernan fracasaron, dijo el equipo, pero en este estudio demostraron que la inhibición de las neuronas del Núcleo Pálido del Rafe es esencial para inducir un estado similar al letargo.

Si los resultados se sostienen en mamíferos más grandes, podría significar problemas para la hibernación humana. Cerri y otros están trabajando para diseccionar aún más el control del cerebro sobre el letargo y cómo manipularlo con el propósito de inducir un estado similar a la hibernación.

 

¿Que es lo próximo?.

La hibernación humana aún no está en el horizonte. Pero los resultados de los ponentes de la conferencia, entre otros , están reduciendo gradualmente los factores moleculares y neuronales que potencialmente podrían permitirnos profundizar en la congelación.

Leopold Summerer, quien dirige el Equipo de Conceptos Avanzados (ACT) en la Agencia Espacial Europea, tiene esperanzas sobre las perspectivas futuras de la hibernación humana, dijo que “Vemos que la ciencia ha avanzado lo suficiente como para poner algo de la ciencia ficción en el ámbito de la realidad científica”.

Autora:

Shelly Xuelai Fan es una neurocientífica y escritora de ciencia. Completó su doctorado en neurociencia en la Universidad de British Columbia, donde desarrolló nuevos tratamientos para la neurodegeneración. Mientras estudiaba cerebros biológicos, se fascinó con la inteligencia artificial y todas las cosas relacionadas con la biotecnología. Después de graduarse, se mudó a UCSF para estudiar los factores basados ​​en la sangre que rejuvenecen los cerebros envejecidos. Es cofundadora de Vantastic Media, una empresa de medios que explora historias de ciencia a través de texto y video, y dirige el galardonado blog NeuroFantastic.com. Su primer libro, “¿Nos reemplazará la IA?” (Thames & Hudson) saldrá en abril de 2019.

 

Fuente:

https://bit.ly/2TCGJZh