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| Fernanda Ceriani (izq.), Nara Muraro, Florencia Fernández-Chiappe y Lía Frenkel. |
Las
investigadoras lograron describir propiedades eléctricas que tienen un rol
clave en la comunicación de las neuronas reloj, las que “ponen en hora” la
fisiología del organismo a lo largo del día.
El
estudio, liderado por científicas de la Fundación Instituto Leloir (FIL) se
realizó en moscas y da aportes claves para la comprensión de los mecanismos
fisiológicos de los ritmos circadianos. Las investigadoras son: Fernanda Ceriani (izq.), Nara Muraro,
Florencia Fernández-Chiappe y Lía Frenkel.
El
hallazgo se realizó mediante experimentos en moscas Drosophila
melanogaster, un modelo de investigación útil para el estudio de un
proceso biológico tan complejo y vital para la salud como es la regulación del
sueño y la vigilia.
Si
se tiene en cuenta que la regulación de las propiedades eléctricas de
las “neuronas reloj” y el neurotransmisor estudiado, PDF, se conservan
evolutivamente entre vertebrados e invertebrados, el hallazgo estaría arrojando
luz sobre un aspecto del funcionamiento del reloj biológico en humanos, dijo la
doctora en Biología Fernanda Ceriani, directora del estudio, jefa del
Laboratorio de Genética del Comportamiento de la FIL e investigadora
del CONICET.
“Es
probable que el mecanismo que describimos sea importante en los núcleos
supraquiasmáticos del hipotálamo, el marcapasos central en
mamíferos. Estudios futuros tendrán que confirmarlo”, añadió.
El trabajo
parte de la premisa de que la actividad eléctrica de las neuronas es
fundamental para que funcionen los circuitos reloj del cerebro.
“Los
canales iónicos son una familia de proteínas que permiten la transmisión de
información en forma de impulsos eléctricos, por eso nuestros experimentos se
focalizaron en identificar canales iónicos importantes para el reloj
circadiano”, señaló Nara Muraro, también líder del avance y jefa del
laboratorio de Neurobiología del Sueño en el Instituto de Investigación en
Biomedicina de Buenos Aires (IBioBA), dependiente del CONICET y Partner de la
Sociedad Max Planck de Alemania.
Y
agregó: “Tuvimos la suerte de encontrar varios canales iónicos, nuestro trabajo
describe en detalle a uno de ellos, pero tenemos mucho trabajo por delante para
comprender qué características fisiológicas regula cada uno, y cómo interactúan
entre sí”.
El
estudio, publicado en la revista “The Journal of Neuroscience”, se
centró en las neuronas laterales ventrales (LNvs), un grupo de
“neuronas reloj” esenciales para el correcto funcionamiento del reloj biológico.
En las moscas Drosophila su actividad regula, entre muchos
aspectos, la actividad locomotora y el sueño.
Mediante
el empleo de técnicas de electrofisiología y microscopia, Ceriani,
Muraro, Florencia Fernández-Chiappe y Lía Frenkel lograron determinar que
un patrón de actividad eléctrica de alta frecuencia característico,
mediado por un canal iónico dependiente de voltaje (llamado “Ih” y formado por
proteínas situadas en las membranas de las neuronas reloj), controla la
liberación y transporte del neuropéptido PDF en las LNvs.
“Comprobamos
que el canal iónico Ih es esencial para el funcionamiento general del circuito
circadiano y la regulación del sueño. Al impedir su actividad mediante el
empleo de técnicas de laboratorio, comprobamos que el transporte y la
liberación de PDF quedan bloqueados. Y PDF es fundamental para que las
moscas Drosophila se ‘despierten’ o no se ‘duerman’,
explicó Fernández-Chiappe, becaria doctoral del CONICET en el IBioBA y una
de las dos primeras autoras del estudio, junto con Frenkel.
El estudio del reloj biológico
cobra relevancia porque marca mucho más que los momentos de máxima alerta o la
hora de irse a dormir: también regula el sistema inmune, la digestión, la
temperatura corporal, la presión arterial, el funcionamiento de los riñones, la
frecuencia cardíaca y los ritmos de ovulación cada 28 días.
Además,
la literatura científica acumula evidencia sobre la relación entre
la disfunción del reloj biológico y la susceptibilidad al desarrollo de ciertos
tipos de cáncer, enfermedades cardíacas, diabetes tipo 2, infecciones y
obesidad.
“La
disminución en la cantidad del canal iónico lh en la membrana de
unas pocas neuronas-reloj afecta el funcionamiento de todo reloj
circadiano”, indicó Frenkel, también científica del CONICET en el Instituto
de Biociencias, Biotecnología y Biología traslacional (iB3) en la Facultad
de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA.
“Los
resultados de nuestro trabajo también aportan información para entender la
génesis del sueño y las patologías asociadas”, subrayó Frenkel. Y continuó: “En
estos tiempos que estamos atravesando, los desórdenes del sueño imponen un
desafío serio a nuestra salud. Nuestro trabajo aborda este campo del
conocimiento y abre nuevos cuestionamientos que nos permitirán comprender en
mayor profundidad cómo es que se regula casi un tercio de nuestra vida, que es
el tiempo que pasamos durmiendo”.
Del
estudio también participaron Carina Colque, que realizó su tesis de
licenciatura en contexto de este proyecto en FIL, y Ana Ricciuti,
Bryan Hahm y Karina Cerredo, del IBioBA-CONICET y partner de la
Sociedad Max Planck de Alemania.
Fuente: Fundación Leloir