MADRID 19 Jun. (EUROPA PRESS) -
Investigadores de los Institutos Gladstone, en San Francisco, California (Estados Unidos), han descubierto cómo una proteína importante está a las órdenes directas del reloj circadiano del cuerpo o ritmo biológico, cómo regula fundamentales procesos circadianos y cómo alterar su función normal puede provocar que este sistema crítico quede desincronizado.
En el último número de la revista 'Journal of Neuroscience', la investigadora de Gladstone Katerina Akassoglou y su equipo revelan en modelos animales cómo la producción del receptor p75 neurotrofina (p75NTR) de proteínas oscila en el tiempo con el reloj circadiano natural del cuerpo y cómo estas oscilaciones rítmicas ayudan a regular las funciones metabólicas vitales.
Este descubrimiento pone de relieve la importancia generalizada de p75NTR, ofreciendo una idea de cómo el reloj circadiano ayuda a mantener la salud general metabólica del cuerpo. Prácticamente todos los organismos en el planeta, desde las bacterias hasta los seres humanos, tienen un reloj circadiano, un mecanismo de temporización biológica que oscila con un periodo de aproximadamente 24 horas y se coordina con el ciclo de día y noche.
Este reloj está influenciado por los ritmos de la luz, la temperatura y la disponibilidad de alimentos y, curiosamente, los estudios recientes también han encontrado una relación entre el reloj circadiano y el metabolismo. "Funciones metabólicas importantes están también muy influidas por los relojes circadianos, por lo que actividades como un trabajo en un turno de noche puede provocar una falta de alineación de riesgo del reloj, con un aumento de enfermedades metabólicas y autoinmunes, como obesidad, diabetes tipo 2, cáncer y esclerosis múltiple", explica Akassoglou.
"En este estudio, hemos identificado p75NTR como un importante 'link' molecular entre el reloj circadiano y la salud metabólica", afirma la doctora Akassoglou, que también es profesora de Neurología en la Universidad de California, San Francisco (UCSF), con la que está afiliado Gladstone. Originalmente, se pensaba que p75NTR sólo era activo en el sistema nervioso, pero estudios posteriores han encontrado que es activo en muchos tipos de células en todo el cuerpo, lo que sugiere que afecta a una gran variedad de funciones biológicas.
El año pasado, los investigadores de Gladstone descubrieron que p75NTR está presente en el hígado y en las células grasas y que regula los niveles de glucosa en la sangre de un importante proceso metabólico. Dado que estos resultados descubren una relación entre p75NTR y el metabolismo, el equipo de investigación probó, primero en una placa de Petri y luego en modelos animales, si también existía una relación entre p75NTR y el reloj circadiano.
El equipo se centró en dos genes llamados Reloj y Bmal1, llamados "genes circadianos reguladores", que, al igual que otros como ellos, se encuentran en todo el cuerpo y su actividad controla el reloj circadiano. Los investigadores querían ver si había una conexión entre estos genes circadianos y p75NTR.
"Nuestros experimentos iniciales revelaron una conexión de este tipo", recuerda el científico postdoctoral en Gladstone Bernat Baeza-Raja, autor principal del artículo. "En las células individuales, vimos que la producción de p75NTR fue controlada por reloj y Bmal1, que se unen directamente al gen que codifica p75NTR y comienzan la producción de la proteína", agrega.
Pero quizás, más importante que la forma en que se produjo p75NTR fue cuando. El equipo encontró que la producción de p75NTR, al igual que los propios genes del reloj circadiano, oscila en un ciclo de 24 horas de sincronización con el ritmo circadiano natural de las células, hallazgos que apoyaron los experimentos en modelos de ratón.
Y cuando el equipo modificó genéticamente un grupo de ratones para que carecieran de los genes del reloj circadiano, todo lo demás quedó fuera de sincronía. La oscilación circadiana de la producción de p75NTR fue interrumpida y los niveles de p75NTR cayeron.
Sin embargo, lo que era más fascinante, dicen los investigadores, fue cómo una caída en los niveles de p75NTR entonces afectó a una gran variedad de sistemas del reloj circadiano. Específicamente, las oscilaciones regulares de otros genes circadianos en el cerebro y el hígado sufrieron interrupciones, así como los genes conocidos para regular la glucosa y el metabolismo lipídico.
"El hallazgo de que la pérdida de p75NTR afecta a sistemas circadianos y metabólicos es una fuerte evidencia de que esta proteína está estrechamente ligada a ambos", subrayó el director del Instituto Ciencias de la Vida Alan Saltiel, que también es profesor de la Universidad de Michigan y no participó en el estudio. "Será interesante ver qué otras visión descubrirán la doctora Akassoglou y su equipo a medida que continúen examinando el papel de p75NTR en los relojes circadianos y la función metabólica".
"Aunque estos resultados revelan que p75NTR es un vínculo importante entre los relojes circadianos y el metabolismo, el sistema es complejo y hay probablemente otros factores en juego --dijo Akassoglou--. Actualmente, estamos trabajando para identificar la relación entre el reloj circadiano, el metabolismo y el sistema inmunológico, por lo que un día podríamos desarrollar terapias para tratar enfermedades influidas por la interrupción del reloj circadiano, que incluye no sólo la obesidad y la diabetes, sino también potencialmente la esclerosis múltiple e incluso la enfermedad de Alzheimer".
