Células de apoyo del cerebro, claves en el control de los ritmos circadianos

Publicado 11/01/2019 7:08:31CET
Subconjunto de astrocitos dentro del núcleo
MARCO BRANCACCIO

   MADRID, 11 Ene. (EUROPA PRESS) -

   Los astrocitos, células "cuidadoras" que rodean y apoyan a las neuronas en el cerebro, desempeñan un papel mucho más importante en los ritmos circadianos, el reloj interno de 24 horas del cuerpo, de lo que se entendía anteriormente. Un estudio ha descubierto ahora que estas células en forma de estrella, que anteriormente se pensaba que solo apoyaban a las neuronas en la regulación de los ritmos circadianos, pueden en realidad liderar el ritmo del reloj interno del cuerpo y controlar los patrones de comportamiento diario en los mamíferos.

   Los hallazgos del nuevo estudio, financiado por el Consejo de Investigación Médica (MRC, por sus siglas en inglés) de Reino Unido y publicado este jueves en la revista 'Science', podrían allanar el camino para la explotación de nuevos tratamientos cuando se interrumpen los ritmos circadianos, lo que puede causar desajustes en el jet lag y los trastornos del sueño, así como contribuir a una variedad de enfermedades, desde trastornos psiquiátricos hasta demencia, diabetes y cáncer.

   Los ritmos circadianos son bien conocidos por su papel en el mantenimiento de la salud humana y, aunque se ha encontrado que muchos tipos diferentes de células en todo el cuerpo tienen su propio reloj interno, la sincronización de estos relojes está principalmente controlada por el núcleo supraquiasmático (SCN, por sus siglas en inglés), una pequeña región en el hipotálamo del cerebro que actúa como el reloj maestro responsable de regular el comportamiento diario.

   Este nuevo estudio, dirigido por el Laboratorio de Biología Molecular (LMB, por sus siglas en inglés) de MRC en Cambridge, utilizó imágenes microscópicas para observar el tiempo detallado del reloj molecular interno de los astrocitos y neuronas del SCN. Sorprendentemente, esto mostró que, aunque ambos tipos de células tienen sus propios relojes circadianos, están regulados de manera diferente y están activos en diferentes momentos del día. Se descubrió que esta delicada interacción era crítica para mantener el 'tic-tac' completo del aparato de relojería del SCN.

SILENCIAR EL RELOJ CORPORL INTERNO ALTERA EL NÚCLEO SUPRAQUIASMÁTICO

   Tras este descubrimiento inicial, los científicos descubrieron que los ratones modificados genéticamente para silenciar su reloj corporal interno mostraban una alteración de su función y comportamiento del SCN, pero, inesperadamente, encontraron que la restauración de un reloj genéticamente funcional solo en los astrocitos permitía a los roedores regular su actividad diaria.

   Esto significaba que incluso cuando los astrocitos eran la única célula en un animal con un reloj interno que funcionaba, todavía se observaban patrones de comportamiento diario de los animales. Cuando los investigadores compararon este patrón de comportamiento con ratones cuyos relojes neuronales estaban funcionando, vieron que el periodo de actividad regulada en el SCN era aproximadamente una hora más corto, lo que también se reflejaba en el comportamiento del ratón, demostrando que los astrocitos eran capaces de controlar el comportamiento animal con su propio tono celular específico.

   El estudio también reveló que el glutamato, un neurotransmisor en el cerebro y el sistema nervioso central, actuaba como la señal química utilizada para transmitir señales de tiempo desde los astrocitos del SCN a sus parejas neuronales sin reloj.

   "Nos sorprendió el descubrimiento de que los astrocitos pueden ser tan efectivos como las neuronas para generar y transmitir una señal de tiempo circadiano a través de un animal", dice el autor principal del documento, el doctor Marco Brancaccio, profesor de Demencia y miembro del Instituto de Investigación de la Demencia de Reino Unido en el 'Imperial College' de Londres (Reino Unido).

   "Sabíamos por investigaciones anteriores que estas células desempeñaban un papel en los relojes circadianos, pero no teníamos idea de que pudieran reiniciar la función circadiana de las neuronas. Esto añade una dimensión totalmente nueva e imprevista a la neurobiología de los relojes corporales circadianos y sugiere algunas vías interesantes para futuras investigaciones y el potencial para desarrollar tratamientos", añade este investigador, que estuvo en LMB del MRC cuando se realizó esta investigación.