Hallan claves del tictac del cerebro.

(Los acentos fueron obviados por cuestiones tecnicas)

Lograron desentrañar engranajes del reloj que marca los ritmos biologicos en un modelo de laboratorio.



Todos los organismos tienen un "reloj biologico", un mecanismo endogeno, con sede en el cerebro, que procesa informacion del ambiente (como la luz y la temperatura) y produce respuestas acordes.

Se sabe que el reloj biologico esta compuesto por varios grupos de neuronas que trabajan de manera sincronizada para procesar los datos recibidos y regulan procesos fisiologicos como el sueño y la vigilia a intervalos regulares. Sin embargo, todavia existen discusiones sobre los detalles.

Por ejemplo, se creia que, a diferencia de lo que sucede en el ser humano, en la mosca de la fruta (que es el modelo utilizado en los estudios de laboratorio) la actividad electrica que resultaba determinante para el correcto funcionamiento del reloj biologico se originaba en la membrana de esas neuronas. Ahora, segun informacion de la Agencia CyTA, un equipo de investigadores del Instituto Leloir acaba de refutarlo. Liderado por la doctora Fernanda Ceriani, el grupo pudo demostrar que el verdadero motor del reloj tanto en la mosca como en el ser humano se encuentra en el nucleo y no en las membranas. El trabajo acaba de publicarse en una prestigiosa revista cientifica, Current Biology .

La mosca de la fruta o Drosophila melanogaster se emplea desde hace decadas como modelo de estudio para dilucidar como funciona ese mecanismo de relojeria en el ser humano. Entre otras cosas, se la prefiere porque es mas facil de mantener y alimentar que otros modelos experimentales, como los ratones. Tiene ciclos de vida mas cortos y es muy facil conseguir mutantes con casi todas las variaciones de genes posibles para comprender mejor con que mecanismos estan relacionados. Pero dos trabajos previos establecian que, en un punto, el reloj biologico de la Drosophila funcionaba de un modo diferente al de los mamiferos, lo que de algun modo ponia en crisis a la mosca de la fruta como modelo experimental para estos procesos.

Un mecanismo muy preciso

El sistema nervioso central de la mosca de la fruta tiene 200.000 neuronas, pero solo alrededor de 200 forman la red circadiana. "De ese grupo, hay 16 neuronas llamadas laterales ventrales -ocho en cada hemisferio del cerebro- que son esenciales para regular la actividad y el reposo de la mosca. Si se eliminan, los animales se mueven de igual modo a lo largo de 24 horas, sin saber cuando descansar", explica Ceriani.

Las neuronas informan al resto del organismo si debe dormir o descansar por medio de dos mecanismos. "Por una parte, liberan una pequeña proteina neuromoduladora (llamada PDF, por pigment dispersing factor ), que transporta la informacion temporal. Por otra parte, modifican la excitabilidad de su membrana, disparando descargas electricas que viajan al resto del organismo a traves de las neuronas", explica la cientifica.

Ceriani agrega que ese reloj biologico esta formado por una docena de genes que dirigen la sintesis de proteinas cuya abundancia y actividad fluctua a lo largo del dia.

Hasta ahora se creia que el origen de las oscilaciones -esto es, los ritmos que impone el reloj biologico al resto del cuerpo- no residia en el nucleo de las neuronas, sino mas bien en su membrana.

"Al bloquear el paso de las descargas electricas en las membranas de las neuronas laterales ventrales hacia afuera, el doctor Michael Nitabach y sus colegas [autores de uno de los trabajos previos] observaron basicamente dos cosas: que las moscas se volvian arritmicas y que las oscilaciones moleculares del reloj dejaban de funcionar", dice Ceriani. Y continua: "Ellos concluyeron que la actividad electrica que se genera en la membrana es un componente esencial del reloj biologico, pero nuestros resultados indicaron lo contrario. Las propiedades electricas son como las manecillas del reloj, pero no constituyen una parte integral del engranaje que lo mantiene en funcionamiento".

Nuevo enfoque

Ceriani y su equipo realizaron un experimento similar, pero en vez de incidir en embriones, eligieron un momento especifico de su vida adulta. Empleando novedosas tecnicas de manipulacion genetica acallaron la membrana de esas celulas.

"Al igual que en el experimento de Nitabach, las moscas se volvieron arritmicas -agrega la investigadora-, ya que el reloj biologico no podia «pasarle la hora» al resto del cerebro y el cuerpo; sin embargo, para nuestra sorpresa observamos que el reloj biologico seguia funcionando en el interior de las neuronas, en forma correcta y sincronizada. Asi demostramos que las oscilaciones del reloj tienen su origen en la actividad ciclica de proteinas que operan en el nucleo y el citoplasma de las neuronas. En cambio, la actividad electrica en su membrana no es parte del engranaje, sino que mas bien actua como las manecillas del reloj."

Consultado sobre la relevancia de este trabajo, el especialista en cronobiologia, Horacio de la Iglesia, investigador del Departamento de Biologia de la Universidad de Washington, afirma que "hasta el momento, en la mosca de la fruta se creia que alterar las propiedades electricas de las «neuronas reloj» interferia con su mecanismo de funcionamiento basico; es decir, rompia los engranajes. Este trabajo claramente muestra que no es el caso."

Y agrega: "Gran parte de la concepcion erronea que se tenia del rol de la actividad electrica en las neuronas reloj se basaba en estudios que habian alterado esa actividad en etapas tempranas del desarrollo. En cambio, el grupo de la doctora Ceriani abordo el tema con un toque de elegancia unico. Desarrollaron una tecnica que permite apagar electricamente las neuronas reloj, pero solo de forma transitoria en el cerebro adulto. El resultado fue tan sorpresivo como irrefutable: mientras el reloj perdio su capacidad de comunicar el tiempo al resto del cerebro (se quedo sin agujas), los engranajes del reloj, constituidos por genes que se expresan con periodicidad diaria, continuaron funcionando sin ningun problema", opino de la Iglesia.

Ceriani subraya que cuanto mas sepamos como funciona nuestro reloj biologico, mas sabremos como cuidarlo. "La informacion actual sugiere que no es recomendable estar con el televisor prendido mientras dormimos o permanecer hasta altas horas de la noche expuestos a los fotones de las pantallas de las computadoras, ya que este tipo de estimulos interfieren procesos fisiologicos que contribuyen a conciliar el sueño en forma saludable", concluyo la investigadora.

Fuente: La Nacion