Una reciente investigación sobre Dromiciops gliroides o más conocido como “monito del monte”, es la que se desarrolla en la Universidad Austral de Chile (UACh) y ahora en colaboración con investigadores australianos, con la simple pero desafiante pregunta ¿qué sucede con los genes, las células y los tejidos del monito del monte cuando está hibernando?. Pero, además, ¿cómo esto se relaciona con los marsupiales de Australia? ¿Cómo esto se diferencia de los mamíferos placentados que hibernan?
Este animal es el único representante vivo del grupo Microbiotheria, orden ancestral de mamíferos que dio lugar a los marsupiales australianos. Los investigadores creen que el monito puede proporcionar información clave sobre el origen evolutivo y los mecanismos moleculares de la hibernación. Así lo dejaron claro con la publicación en la revista Scientific Reports, al identificar a través de regiones no codificantes del genoma, los genes que se regulan diferencialmente durante la hibernación. Nuevos experimentos mostraron que en realidad son muchos más los genes diferencialmente expresados, algunos nunca asociados a la hibernación.
Para Roberto Nespolo, uno de los participantes en la publicación y académico del Instituto de Ciencias Ambientales y Evolutivas de la Facultad de Ciencias de la UACh, este es un cuestionamiento fascinante. Él junto su equipo compuesto por estudiantes y colegas del Instituto de Ciencias Ambientales y colaboradores de otros centros de investigación, analizan las células y tejidos del monito del monte durante su periodo de hibernación, algo desconocido hasta el momento.
¿Qué es lo que se quiere descubrir?
“Esperamos identificar genes y vías metabólicas que, protegen a las células del estrés de la hipotermia e hipoxia, como también genes que dirigen la remodelación metabólica que ocurre durante la hibernación” Los marsupiales son un grupo hermano de los placentados que han “inventado” varias vías metabólicas nuevas para cumplir funciones similares. “Así, esperamos encontrar algunos pasos claves de estas vías y compararlos con otros grupos de mamíferos hibernantes”, explicó, el investigador.
El monito del monte es un animal arborícola, endémico del bosque templado y fundamental porque dispersa varias especies leñosas propias de este ecosistema. Se distribuye desde Cauquenes a Quellón, a ambos lados de la cordillera pero restringido al bosque templado. En invierno enfrenta el frío agrupándose y escondiéndose en madrigueras de los árboles, e hibernando durante el periodo más frío. Sus hábitos nocturnos hacen que la gente los divise en las noches de verano, pues le brillan los ojos con las linternas y su cola prénsil y pulgares oponibles los hace ver como pequeños “monitos” saltando entre las ramas.
La hibernación es un proceso que sirve de estrategia para ahorrar energía, utilizada cuando las temperaturas disminuyen mucho o el alimento se vuelve muy escaso. Es un estado de animación suspendida donde el metabolismo cae a un 5% de los niveles normales y la temperatura corporal se iguala a la del ambiente. D. gliroides también experimenta un letargo menos extenso, (sopor diario) cuando bajan las temperaturas en verano y el alimento es escaso.
El Dr. Nespolo adelanta que hasta la fecha han logrado ver que durante la hibernación, el monito del monte secuestra las células de la sangre (glóbulos blancos y rojos) en los órganos, y restringe la circulación entre el cerebro y el corazón, interrumpiendo la perfusión sanguínea hacia los músculos y el intestino.
El pequeño marsupial de 40 gramos y 18 centímetros de largo (incluyendo la cola) puede mantenerse con vida y protegerse del frío y la hipoxia durante la hibernación sin problemas; condiciones que matarían a cualquier mamífero. “Creemos que el monito tiene mecanismos específicos de protección celular, sólo representados en los marsupiales, los cuales han comenzado a aparecer en nuestro análisis de expresión génica. Por ejemplo, hemos identificado un gen de una proteína antioxidativa asociada previamente en el ser humano con la apoptosis (muerte programada), en el cáncer y también en la protección celular del páncreas, durante la diabetes. Nunca se había encontrado asociada a la hibernación” señala el Dr. Nespolo.
Se sabe que Dromiciops gliroides es el sobreviviente del linaje ancestral de los marsupiales australianos (orden Microbiotheria) y como se indicó antes sería clave en la dispersión de muchas semillas endémicas, tal como ha indicado el director del instituto de Ciencias Ambientales y Evolutivas de la UACh, el Dr. Mauricio Soto Gamboa.
“Existen muchos marsupiales australianos que hibernan, pero no se sabe cómo son los mecanismos fisiológicos de hibernación, sólo se han estudiado en mamíferos placentados”, destaca el investigador.
Cabe señalar que la Universidad Austral se encuentra justamente en la zona donde habita el monito del monte, la investigación que pueden hacer a raíz esto es un privilegio, lo reconocen, ya que facilita conocer qué sucede en sus células y tejidos durante lo que Nespolo denomina como “animación suspendida”, y se pregunta ¿Son los mismos procesos que en sus primos los placentados?
Aunque pocos lo saben en nuestro país existe la tecnología de secuenciación de ARN (RNA-seq), implementada en AustralOmics (una nueva Unidad de Innovación en Biotecnología de la Facultad de Ciencias UACh,), la cual permite conocer los miles de genes que se están expresando en un momento dado, particularmente durante la hibernación.
¿Qué sucede con sus músculos?
En las investigaciones desarrolladas por Nespolo y su equipo, indican que el animal expresa varios genes que protegen sus células del estrés, el cuerpo evita la inflamación y que se atrofien los músculos y, como si fuera poco, hacen que el corazón se vuelva más fuerte para lograr impulsar la sangre que con las bajas temperaturas se vuelve más viscosa.
En Australia para hacer estudios comparativos
El investigador de la Universidad Austral, realizó una colaboración en Australia, específicamente en Tasmania.
En esta búsqueda por comparar al monito del monte se trabaja con la Organización de Investigación Científica de Industrial de la Commonwealth (CSIRO) es la agencia del gobierno federal para la investigación científica en Australia. Nespolo indica que “particularmente con Juan Diego Gaitán, egresado de nuestro Doctorado en Ciencias Mención Ecología y Evolución. Es para analizar los resultados de un experimento de expresión génica que realizamos con Dromiciops gliroides, también en colaboración con el Dr. Kenneth Storey de Canadá, y el Dr. Francisco Bozinovic (Center for Applied Ecology & Sustainability), quien financió el experimento. Estos experimentos se realizaron en mi laboratorio (UACh) y con la importante colaboración del estudiante del Doctorado en Ecología & Evolución Julián Quintero, y los colegas del Austral-Omics Andrea Silva y Cristian Molina”
Finalmente Nespolo reconoce que como la única información disponible proviene del monito, “es importante generar colaboraciones con colegas australianos para replicar estos experimentos en la enorme diversidad de especies hibernantes de ese continente. Por ello, me interesa mucho entablar estas colaboraciones durante esta estadía”
Información adicional
Las fotos de Australia fueron tomadas durante una salida a terreno en colaboración con Manuel Ruiz, quien amablemente nos invitó a participar de sus salidas a capturar diablos de Tasmania. Esto es parte de su tesis doctoral, que es un análisis poblacional y epidemiológico de largo plazo. Durante estas salidas, se capturan, miden y marcan con un chip los animales, para después ser liberados. Sería fantástico mencionarlo en la nota para darle el crédito.
Eel fósil más antiguo de marsupial data de hace 125 millones de años y fue encontrado en China. Luego se encontraron varios fósiles de marsupiales en América, datados en unos 65 millones de años. En Chile tenemos 4 especies de marsupiales: dos yacas (género Thyllamys), la comadrejita trompuda (Rhyncholestes raphanurus) y el monito (Dromiciops gliroides).
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