Un orso grizzly che si gode la vita all'aria aperta al WSU Bear Center. Credito:Bob Hubner, Washington State University
Dare miele agli orsi in letargo ha aiutato i ricercatori della Washington State University a trovare le potenziali chiavi genetiche per il controllo dell'insulina degli orsi, un progresso che alla fine potrebbe portare a un trattamento per il diabete umano.
Ogni anno, gli orsi guadagnano un'enorme quantità di peso, poi si muovono a malapena per mesi, un comportamento che significherebbe il diabete negli esseri umani, ma non per gli orsi il cui corpo può attivare e disattivare la resistenza all'insulina quasi come un interruttore. Alla ricerca del segreto degli orsi, gli scienziati della WSU hanno osservato migliaia di cambiamenti nell'espressione genica durante il letargo, ma ora un team di ricerca ha ristretto il numero a otto proteine.
"Sembra che ci siano otto proteine che stanno lavorando indipendentemente o insieme per modulare la sensibilità e la resistenza all'insulina che si osservano negli orsi in letargo", ha affermato Joanna Kelley, genetista evoluzionista della WSU e corrispondente autrice dello studio pubblicato su iScience . "Tutte queste otto proteine hanno omologhi umani. Non sono esclusive degli orsi. Gli stessi geni si trovano negli esseri umani, quindi forse c'è un'opportunità diretta per la traduzione."
Il team di ricerca ha analizzato i cambiamenti nelle colture di cellule di orso che sono state esposte al siero del sangue prelevato da orsi grizzly ospitati presso il WSU Bear Center. Sia le cellule che il siero del sangue sono stati prelevati dagli orsi durante le stagioni attive e in letargo, nonché durante un periodo di letargo interrotto quando i ricercatori hanno nutrito gli orsi con acqua di miele.
In laboratorio, i ricercatori hanno combinato diverse colture cellulari e sieri, come una coltura cellulare di una stagione di ibernazione con il siero della stagione attiva, per analizzare i cambiamenti genetici che si sono verificati.
Gli orsi grizzly si godono la vita all'aria aperta al WSU Bear Center. Credito:Bob Hubner, Washington State University
Attraverso tutte le combinazioni, è stato il siero del periodo di alimentazione a metà ibernazione che ha aiutato maggiormente a identificare le proteine chiave.
"Dando da mangiare agli orsi solo per due settimane durante il letargo, ci ha permesso di controllare altre cose come la durata del giorno e la temperatura, nonché la disponibilità di cibo", ha detto Kelley.
Gli orsi in genere si alzano e si muovono un po' durante il letargo, ma di solito non mangiano, urinano o defecano. I ricercatori hanno usato questi momenti di veglia per offrire agli orsi acqua di miele, una delle loro prelibatezze preferite, come parte di un altro studio, che ha scoperto che lo zucchero extra ha interrotto il loro comportamento in letargo. Kelley e i suoi colleghi hanno quindi utilizzato i campioni di quel periodo di studio per eseguire l'analisi genetica.
Quando i ricercatori hanno messo il siero dell'ibernazione interrotta su una coltura cellulare prelevata da orsi regolarmente in letargo, hanno scoperto che quelle cellule hanno iniziato a mostrare cambiamenti nell'attività genica simili a quelli delle cellule della stagione attiva.
Successivamente, il team intende studiare come queste proteine agiscono specificamente per invertire la resistenza all'insulina, una ricerca che potrebbe portare allo sviluppo di metodi per prevenire o curare il diabete umano.
Un orso grizzly che si gode la vita all'aria aperta al WSU Bear Center. Credito:Bob Hubner, Washington State University
"Questo è un progresso verso una migliore comprensione di ciò che sta accadendo a livello genetico e l'identificazione di molecole specifiche che controllano la resistenza all'insulina negli orsi", ha affermato Blair Perry, co-primo autore dello studio e ricercatore post-dottorato della WSU.
Gli strumenti per comprendere la genetica stanno diventando più sofisticati e di recente Kelley, Perry e i loro colleghi hanno pubblicato un'assemblea del genoma aggiornata per gli orsi bruni, di cui gli orsi grizzly sono una sottospecie. Questo genoma più completo e contiguo può aiutare a fornire informazioni ancora migliori sulla genetica degli orsi, incluso il modo in cui gestiscono l'ibernazione.
"C'è un valore intrinseco nello studio della diversità della vita intorno a noi e di tutti questi adattamenti unici e strani che sono sorti", ha detto Perry, che ha anche studiato la composizione genetica del veleno di serpente. "Capendo la base genomica di questi adattamenti, otteniamo una migliore comprensione di ciò che condividiamo con altre specie e di ciò che ci rende unici come esseri umani".
Altri ricercatori di questo studio includono il co-primo autore Michael Saxton insieme ai co-autori Brandon Evans Hutzenbiler, Shawn Trojahn, Alexia Gee, Anthony Brown, Omar Cornejo, Charles Robbins e Heiko Jansen, tutti della WSU, nonché Michael MacCoss, Gennifer Merrihew e Jea Park dell'Università di Washington. + Esplora ulteriormente
