La llamada “remodelación circadiana”, una modificación diaria en las conexiones neuronales del reloj biológico que influye en la regulación de los ciclos de sueño y vigilia, parece ser el resultado de la interacción de diversas neuronas y no sólo de algunas específicas como se pensaba.
Así lo revela un nuevo trabajo de científicos de la Fundación Instituto Leloir (FIL) y del CONICET, liderado por Fernanda Ceriani, jefa del Laboratorio de Genética del Comportamiento.
El estudio, publicado en la revista Current Biology, revela mecanismos que regulan la comunicación de diferentes grupos de neuronas del reloj biológico que podrían favorecer en el futuro el diseño de estrategias para abordar su disfunción.
Existe una idea, sostenida desde hace más de una década, que indica que cada grupo de neuronas del reloj biológico (cuya disfunción se asocia a complicaciones de la salud) cumplía un papel acotado y específico para lograr la organización temporal del sueño y la vigilia entre otros procesos.
Ahora, el trabajo encabezado por la investigadora del CONICET arroja nueva evidencia que cuestiona ese pensamiento. “Lo que mostramos es que la remodelación circadiana no está limitada a un solo grupo de neuronas reloj, sino que parece ser una propiedad más general que modula la comunicación entre grupos de relojes”, indicó Ceriani.
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“De este modo, impacta en los procesos regulados por el reloj circadiano, como los ciclos de sueño y vigilia”, añadió la especialista a la agencia de noticias Télam.
El estudio se realizó en moscas Drosophila melanogaster, un modelo de investigación que sirve para iluminar procesos en humanos, según informó la Agencia CyTA-Leloir.
“El genoma humano tiene un 47 por ciento de homología con el genoma de Drosophila y un 75 por ciento de los genes asociados con enfermedades genéticas o cáncer en humanos tiene su contraparte en el genoma de la mosca”, explicaron.
El laboratorio de Ceriani realizó, en 2008, experimentos enfocados en la red circadiana de esta mosca y descubrió que uno de los grupos funcionales de neuronas del reloj biológico, las llamadas “neuronas ventrales laterales pequeñas” o “M”, remodelan sus conexiones o sinapsis a diario.
Lo que lograron descubrir ahora es que lo mismo ocurre con otro tipo de neuronas reloj: las dorsales laterales o “E”. Hallaron que las sinapsis de estas neuronas se arman y desmantelan a lo largo del día.
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“Lo que es aún más interesante es que le pudimos asignar una función a esa remodelación, y es que permite liberar a lo largo del día un neurotransmisor llamado acetilcolina (también presente en humanos) que favorece la comunicación entre las neuronas”, explicó la científica.
Neuronas reloj
Según detalla la líder del estudio, la red circadiana o reloj biológico de la mosca Drosophila está compuesta de 150 neuronas organizadas en grupos ¨funcionales¨ que de manera sincronizada se encargan de regular “una amplia gama de procesos metabólicos, fisiológicos y comportamentales para que ocurran en los momentos más adecuados del día”.
Este modelo “ofrece innumerables ventajas, no sólo por la cantidad de herramientas y el conocimiento disponible, sino que, por su simpleza, facilita descubrir la lógica con la que opera la red neuronal circadiana”.
“Desentrañar cómo funciona esta red y cómo regula toda nuestra fisiología es esencial para luego ver de qué manera se puede limitar la desincronización, así como para diseñar en el futuro tratamientos para trastornos asociados con la disfunción de reloj biológico”, concluyó Ceriani, quien participó en trabajos científicos con Michael Rosbash, uno de los ganadores del premio Nobel de Medicina de 2017.
Del avance también participaron el primer autor del trabajo, José Manuel Duhart; Anastasia Herrero; Gabriel de la Cruz y Juan Ignacio Ispizua, todos del CONICET y de la Fundación Instituto Leloir; y Nicolás Pírez, del CONICET, de la FIL y de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA.
Fuente: Agencia CyTA-Leloir y Télam.
