Los genes de los murciélagos frugívoros amantes del azúcar podrían señalar nuevos tratamientos para la diabetes, dicen científicos
Los humanos no son los únicos mamíferos que aman el azúcar. Los murciélagos frugívoros también lo hacen, consumiendo hasta el doble de su peso corporal en frutas azucaradas cada día. Sin embargo, a diferencia de los humanos, los murciélagos frugívoros prosperan con una dieta rica en azúcar. Pueden reducir su azúcar en sangre más rápidamente que los murciélagos que dependen de los insectos como su principal fuente de alimento.
Un equipo de biólogos y bioingenieros decidió investigar cómo los murciélagos frugívoros evolucionaron para especializarse en una dieta alta en azúcar, lo que los llevó a una búsqueda inusual en Lamanai, Belice, para el Bat-a-thon de Belice, una reunión anual donde los investigadores recolectan y estudian murciélagos. La diabetes, la novena causa principal de muerte en 2019, puede surgir cuando el cuerpo no puede procesar el azúcar de manera efectiva, lo que lleva a un exceso de glucosa en la sangre.
En nuestra investigación publicada en Nature Communications, utilizamos una tecnología que analiza el ADN de células individuales para comparar las instrucciones metabólicas únicas codificadas en el genoma del murciélago frugívoro jamaicano, Artibeus jamaicensis, con las del genoma del murciélago de castaño grande, Eptesicus fuscus.
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Aproximadamente el 2% del ADN está compuesto de genes, que son segmentos de ADN que contienen las instrucciones que las células utilizan para crear ciertos rasgos, como una lengua más larga en los murciélagos frugívoros. El otro 98% son segmentos de ADN que regulan los genes y determinan la presencia y ausencia de los rasgos que codifican.
Para entender cómo los murciélagos frugívoros evolucionaron para consumir tanto azúcar, queríamos identificar las diferencias genéticas y celulares entre los murciélagos que comen fruta y los que comen insectos. Específicamente, analizamos los genes, el ADN regulador y los tipos de células en dos órganos significativos involucrados en enfermedades metabólicas: el páncreas y el riñón.
El páncreas regula el azúcar en sangre y el apetito al secretar hormonas como la insulina, que reduce el azúcar en sangre, y el glucagón, que lo eleva. Descubrimos que los murciélagos frugívoros jamaicanos tienen más células productoras de insulina y glucagón que los murciélagos de castaño grande, junto con ADN regulador que prepara las células pancreáticas de los murciélagos frugívoros para iniciar la producción de insulina y glucagón. Juntas, estas dos hormonas trabajan para mantener niveles de azúcar en sangre equilibrados incluso cuando los murciélagos frugívoros consumen grandes cantidades de azúcar.
El riñón filtra los desechos metabólicos de la sangre, mantiene el equilibrio de agua y sal y regula la presión arterial. Los riñones de los murciélagos frugívoros necesitan estar equipados para eliminar de su torrente sanguíneo las grandes cantidades de agua que provienen de la fruta, mientras retienen las bajas cantidades de sal en la fruta. Descubrimos que los murciélagos frugívoros jamaicanos han ajustado las composiciones de sus células renales de acuerdo con su dieta, reduciendo el número de células concentradoras de orina para que su orina esté más diluida con agua en comparación con los murciélagos de castaño grande.
Mientras que nuestro estudio reveló muchos objetivos terapéuticos potenciales para la diabetes, se necesita hacer más investigación para demostrar si nuestras secuencias de ADN de murciélago frugívoro pueden ayudar a comprender, manejar o curar la diabetes en los humanos.
Algunos de nuestros hallazgos sobre los murciélagos frugívoros pueden no estar relacionados con el metabolismo o pueden ser específicos solo de los murciélagos frugívoros jamaicanos. Existen cerca de 200 especies de murciélagos frugívoros. Estudiar más murciélagos ayudará a los investigadores a aclarar qué secuencias de ADN de murciélago frugívoros son relevantes para el tratamiento de la diabetes.
Nuestro estudio también se centró únicamente en los páncreas y riñones de los murciélagos. Analizar otros órganos involucrados en el metabolismo, como el hígado y el intestino delgado, ayudará a los investigadores a comprender más exhaustivamente el metabolismo de los murciélagos frugívoros y a diseñar tratamientos apropiados.
Nuestro equipo ahora está probando las secuencias de ADN reguladoras que permiten a los murciélagos frugívoros consumir tanto azúcar y comprobando si podemos utilizarlas para regular mejor cómo las personas responden a la glucosa.
Estamos haciendo esto intercambiando las secuencias de ADN reguladoras en ratones con las de murciélagos frugívoros y probando sus efectos sobre qué tan bien estos ratones manejan sus niveles de glucosa.
