Ciencia

24/05/2017

Así se sincronizan los relojes biológicos del cerebro

Mediante una serie de elegantes y minuciosos experimentos, científicos liderados por investigadoras argentinas, lograron establecer que un neurotransmisor – la glicina – actúa como batuta para sincronizar a la “orquesta” que forman los distintos relojes circadianos del cerebro.

El estudio podría favorecer, en el futuro, nuevos abordajes terapéuticos para corregir el jet lag o la fatiga en personas que trabajan de noche y mejorar la comprensión del papel de la disfunción del reloj biológico en la susceptibilidad al desarrollo de cáncer, enfermedades cardíacas, diabetes tipo II, infecciones y obesidad.

“Los resultados de nuestro trabajo son contundentes. Demostramos que la glicina es crucial para mantener la coherencia de la red circadiana”, indicó la directora del estudio, la doctora Fernanda Ceriani, jefa del Laboratorio de Genética del Comportamiento del Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA), que depende del CONICET y de la FIL.

Junto a otros integrantes de su grupo, como los doctores Lia Frenkel (primera autora del estudio), Nara Muraro (actualmente en el Instituto Investigación en Biomedicina de Buenos Aires – CONICET-MPSP), Guillermo Bernabó y Juan Romero, Ceriani realizó experimentos con la mosca de la fruta o Drosophila melanogaster, muy empleada como modelo de investigación porque presenta genes, funciones biológicas y versiones básicas de muchos de los comportamientos de organismos más complejos, como los humanos.

“Logramos identificar cinco genes que están involucrados en la transmisión de información a través del neurotransmisor glicina. Encontramos a la enzima que la produce, el transportador que la desplaza y sus receptores específicos”, explicó Frenkel.

Por su parte Ceriani indicó que la desregulación del transporte o síntesis de glicina en algunas neuronas reloj enlenteció el reloj biológico de las moscas (casi en una hora!) sin afectar su ritmo ni otros aspectos de su actividad motora. “Sin embargo, el bloqueo de algunos receptores de ese neurotransmisor producía un comportamiento del sueño y vigilia totalmente caótico (arrítmico)”, aseguró.

Estudios previos habían determinado que un neuropéptido llamado PDF opera como regulador de la sincronización de los relojes circadianos, pero el rol de glicina en ese proceso no se había establecido. Con este trabajo, Ceriani y sus colegas pudieron demostrar que el “reloj central” de la mosca, formado por las neuronas laterales ventrales, “actúa como un director de orquesta que se apoya como mínimo en dos batutas: PDF y glicina”, destacó Ceriani.

“La glicina actúa como un neurotransmisor inhibitorio: calla de manera transitoria a distintos relojes para que el conjunto suene armoniosamente”, agregó Ceriani.

Dado que el estudio demuestra que glicina también está presente en Drosophila, se podrá acelerar la investigación básica no solo de los relojes circadianos, sino también de diferentes enfermedades provocadas por la disfunción de esta vía, como hiperplexia y encefalopatía por glicina. Asimismo, el modelo puede ayudar a comprender mejor cómo participa este neurotransmisor en la transmisión del dolor y conducir así al diseño futuro de analgésicos más eficaces.

El estudio de esa mosca tiene varias ventajas. Explorar un proceso biológico en Drosophila toma unas pocas semanas, ya que su ciclo de vida es corto; en cambio, en el ratón demanda varios meses. “Por otra parte, la manipulación de sus genes es más fácil, rápida y económica”, indicó Frenkel.

Del avance también participaron los doctores Cristina Marino-Busjle, María Silvina Marcora y Eduardo Castaño, del IIBBA-FIL-CONICET; Andrea Beltrán González y Daniel Calvo, del Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular (INGEBI), que depende del CONICET; y Christiane Hermann-Luibl y Charlotte Helfrich-Förster, de la Universidad de Wuerzburg, en Alemania.

Nota: Fundación Instituto Leloir




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