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Ciencias de la Vida

La ‘criptonita’ de los ratopines rasurados es el bajo nivel de dióxido de carbono

Los ratopines rasurados, protagonistas de #Cienciaalobestia, son como superhéroes animales. Resisten al cáncer, toleran el dolor, son longevos y pueden vivir hasta 18 minutos sin oxígeno. Pero un equipo de científicos ha encontrado su debilidad: necesitan altos niveles de dióxido de carbono para vivir.

Colonia de ratopines rasurados en una colonia. / Roland Gockel

En los últimos años, las ratas topo desnudas o ratopines rasurados (Heterocephalus glaber) del este de África han demostrado ser resistentes al cáncer, tener una vida longeva y sobrevivir varios minutos sin oxígeno. Ahora, un grupo de científicos revela que también toleran los altos niveles de CO2 en sus nidos abarrotados, pero no solo eso. En realidad, los necesitan.

“Mientras crecen en sus estrechos rincones del nido, la composición del aire, justo encima de la superficie de sus madrigueras, los hace vulnerables a las convulsiones”, explica Dan McCloskey, investigador en la Universidad de la Ciudad de Nueva York en EE UU, quien añade que esto es lo que sucede cuando los ratopines rasurados pierden dióxido de carbono.

Cuando estos animales alcanzan la superficie, comienzan a hiperventilar por el calor del aire, y esto les provoca ataques

En un estudio publicado en la revista Current Biology, McCloskey y su equipo constataron que cuando estos animales alcanzan la superficie, comienzan a hiperventilar por el calor del aire, y esto les provoca ataques. Este fenómeno se produce por su necesidad de CO2, que se explica por la presencia de una mutación sin sentido en un gen que codifica el principal transportador de cloruro neuronal conocido como KCC2.

Los investigadores llegaron a estos resultados de manera inesperada al analizar por qué estos animales reaccionan de este modo al calor y cómo esto podría aplicarse al estudio de convulsiones febriles en niños humanos.

En este sentido, Kai Kaila y Martin Puskarjov, de la Universidad de Helsinki, Finlanda, ya habían descubierto una mutación que afectaba a KCC2 en las familias de personas propensas a convulsiones. Ahora han descubierto que tanto ratopines como esas familias con esa predisposición llevan el mismo cambio genético.

“Sabíamos que había algún valor en la línea de investigación, pero no teníamos idea de que las similitudes llegarían hasta el nivel genético”, señala Kaila. “La identificación del polimorfismo genético en la rata topo KCC2 fue una sorpresa”, agrega Puskarjov. “Junto con un grupo de humanos, los ratopines son ahora los únicos otros mamíferos que se sabe que albergan esta variante”, continúa.

Por qué necesitan altos niveles de CO2

El estudio arrojó más sorpresas. Cuando los investigadores dieron a una rata topo desnuda diazepam, un medicamento anticonvulsivo, este desencadenó una convulsión en lugar de prevenirla. El resultado en primer lugar asombró a los investigadores, pero también explicó años de recogidas de datos inusuales.

“Prefieren unos niveles de CO2 que aterrarían a una persona, pero les asusta el aire fresco. Se han obligado literalmente a cavar un nido”, añaden los autores

Los ratopines en realidad necesitan el dióxido de carbono para compensar las deficiencias en el sistema inhibidor GABAérgico de su cerebro, el principal neurotransmisor inhibidor en el sistema nervioso central.

“Los cerebros de las ratas topo carecen de la inhibición que necesita un mamífero. En cambio, utilizan el dióxido de carbono para equilibrar los niveles”, apuntan los autores. “Prefieren unos niveles de CO2 que aterrarían a una persona, pero les asusta el aire fresco. Se han obligado literalmente a cavar un nido”, añaden.

Los investigadores piensan que los hallazgos podrían arrojar luz sobre por qué las ratas topo desnudas son una de las dos únicas especies de mamíferos –junto con la rata topo de Damara (Fukomys damarensis) – que han desarrollado la eusocialidad, al vivir unidas en colonias altamente cooperativas.

“Las áreas bajas en dióxido de carbono pueden causar hiperexcitabilidad y sobreestimulación o ansiedad. Su fisiología cerebral les anima a regresar al nido en lugar de salir por su cuenta”, comenta McCloskey.  

Los hallazgos también pueden tener implicaciones para las personas que portan la variante KCC2, incluidas las que tienen predisposición a las convulsiones y personas con epilepsia, esquizofrenia o autismo, que en algunos casos tienen también la variante.

Referencia:

Zions et al.: "Nest carbon dioxide masks GABA-dependent seizure susceptibility in the naked mole-rat" Current Biology 30 de abril de 2020 https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(20)30478-4

Fuente:
SINC
Derechos: Creative Commons.
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