Pulsos cerebrais de ultrassom colocam ratos em hibernação

É um tropo clássico de ficção científica: os astronautas em uma jornada interestelar são mantidos em cápsulas refrigeradas e elegantes em um estado de animação suspensa. Embora esses pods permaneçam puramente fictícios, os cientistas realizaram pesquisas para induzir um estado de hibernação em humanos para diminuir os danos causados ​​por condições médicas, como ataques cardíacos e derrames, e reduzir o estresse e os custos de futuras estadas espaciais de longa distância.

Em um estudo publicado hoje na Nature Metabolism, os cientistas relatam que podem desencadear um estado semelhante em camundongos ao atingir parte de seu cérebro com pulsos de ultrassom. Alguns especialistas consideram isso um grande passo técnico para alcançar esse feito em humanos, enquanto outros dizem que é um exagero extrapolar os resultados para nossa espécie.

"É um artigo incrível", diz Frank van Breukelen, um biólogo que estuda hibernação na Universidade de Nevada, Las Vegas e co-autor de um editorial que acompanha o estudo. O trabalho se baseia em uma enxurrada de estudos recentes que identificam populações específicas de neurônios em uma região chamada área pré-óptica (POA) do hipotálamo. Essas células agem como um botão liga/desliga para "torpor" - um estado lento de economia de energia em que os animais entram quando estão com frio perigoso ou desnutridos. Em estudos anteriores, os cientistas modificaram geneticamente esses neurônios para responder à luz ou a certos produtos químicos e descobriram que eles poderiam fazer com que os camundongos entrassem em um estado de torpor mesmo quando estavam aquecidos e bem alimentados. Essas técnicas invasivas não podem ser facilmente traduzidas para as pessoas, no entanto, observa Breukelen. "Isso realmente não vai acontecer nas pessoas."

O novo estudo de ultrassom, liderado pela bioengenheira Hong Chen e sua equipe da Universidade de Washington em St. Louis não exigiu engenharia genética. Chen sabia de pesquisas anteriores que alguns neurônios têm poros especializados chamados canais iônicos TRPM2 que mudam de forma em resposta a ondas ultrassônicas, incluindo o subconjunto de células POA que controla o torpor do mouse. Para ver o efeito que isso teve no comportamento dos animais, sua equipe colou dispositivos em miniatura semelhantes a alto-falantes nas cabeças dos ratos para focar essas ondas no POA.

Em resposta a uma série de pulsos de 3,2 megahertz, a temperatura do corpo dos roedores caiu cerca de 3°C. Os camundongos se refrescaram transferindo o calor do corpo para a cauda – um sinal clássico de torpor, observa Bruekelen – e seus batimentos cardíacos e metabolismo diminuíram. Ao fornecer automaticamente pulsos adicionais de ultrassom quando a temperatura corporal dos animais começava a subir, os pesquisadores conseguiram manter os camundongos nesse estado de torpor por até 24 horas. Quando silenciaram os minifalantes, os ratos voltaram ao normal, aparentemente sem consequências negativas.

A equipe de Chen então repetiu o experimento em 12 ratos – que não entram naturalmente em torpor em resposta ao frio ou à escassez de alimentos – e encontrou um efeito semelhante, embora a temperatura corporal caísse apenas de 1°C a 2°C. Os pesquisadores dizem que isso sugere que a técnica pode funcionar mesmo em animais que normalmente não hibernam.

Breukelen diz que sua confiança nos resultados da equipe é fortalecida pelo fato de que, quando os pesquisadores direcionaram o ultrassom para outras regiões do cérebro, os camundongos não pareceram entrar em estado de torpor. Isso sugere que o metabolismo reduzido dos animais foi de fato causado pela estimulação específica dos neurônios no POA, e não simplesmente pelo funcionamento cerebral "embaralhado". "Acho que ninguém quer uma terapia que se baseia simplesmente em desligar o cérebro, e que se danem as consequências", diz ele. Ele também acredita que os pesquisadores recriaram o mesmo efeito em ratos. Embora os humanos não hibernem naturalmente, a habilidade é encontrada em espécies de quase todas as linhagens de mamíferos, desde o lêmure anão de cauda gorda de Madagascar até o esquilo terrestre do Ártico. Talvez os humanos, como os ratos, também possuam uma capacidade oculta de entrar em algo semelhante à hibernação, diz ele.

Outros não estão convencidos. Shaun Morrison, da Oregon Health & Science University, duvida que os cientistas realmente tenham observado o torpor nos camundongos. A estimulação por ultrassom aquece o cérebro, diz ele, então é possível que os pesquisadores estivessem de fato ativando neurônios sensíveis à temperatura naquela região, fazendo com que os animais reduzissem a temperatura corporal em resposta. Mesmo que o efeito seja real, ele duvida que usaremos ultrassom para colocar os astronautas em animação suspensa em breve. Os cérebros das pessoas são muito maiores do que os cérebros dos camundongos e o POA é enterrado mais profundamente, observa Morrison, tornando muito mais difícil atingir os minifalantes que Chen e seus colegas empregaram. “É muito improvável que esta técnica de ultrassom funcione em humanos da mesma forma que em camundongos”.