Revelan mecanismos de la red de neuronas que regulan el sueño y la vigilia

La “remodelación circadiana”, una modificación diaria en las conexiones neuronales que influye en la regulación de los ciclos de sueño y vigilia, es el resultado de la interacción cruzada de diversas neuronas y no sólo de algunas específicas como se creía, según una investigación de la Fundación Instituto Leloir (FIL) liderada por Fernanda Ceriani, ganadora del Premio Nacional L’Oréal-Unesco Por la Mujer en la Ciencia 2011.

“Lo que mostramos es que la remodelación circadiana no está limitada a un sólo grupo de neuronas reloj, sino que parece ser una propiedad más general que modula la comunicación entre grupos de relojes”, indicó a Télam Ceriani, también investigadora del CONICET.

“De este modo -continuó- impacta en los procesos regulados por el reloj circadiano, como los ciclos de sueño y vigilia”.

La red circadiana de la mosca utilizada para la investigación está compuesta de 150 neuronas organizadas en grupos ¨funcionales¨ que se encargan de regular “una amplia gama de procesos.

Según la Agencia CyTA-Leloir, la investigación se realizó en moscas Drosophila melanogaster, un modelo de investigación que sirve para iluminar procesos en humanos: “El genoma humano tiene un 47% de homología con el genoma deDrosophila, y un 75% de los genes asociados con enfermedades genéticas o cáncer en humanos tienen su contraparte en el genoma de la mosca”, explicó.

Ceriani, quien ha participado en trabajos científicos con Michael Rosbash, uno de los ganadores del premio Nobel de Medicina de 2017, explicó que la red circadiana o reloj biológico de la mosca utilizada (Drosophila) está compuesta de 150 neuronas organizadas en grupos ¨funcionales¨ que de manera sincronizada se encargan de regular “una amplia gama de procesos metabólicos, fisiológicos y comportamentales para que ocurran en los momentos más adecuados del día”.

En 2008, el laboratorio de Ceriani realizó experimentos enfocados en la red circadiana de la mosca Drosophila y descubrió que uno de los grupos funcionales de neuronas del reloj biológico, las llamadas “neuronas ventrales laterales pequeñas” (sLNvs, según sus siglas en inglés) o “M”, remodela sus conexiones o sinapsis a diario.

Ahora descubrieron que lo mismo ocurre con otro tipo de neuronas reloj: las dorsales laterales (LNds, según sus siglas en inglés) o “E”.

“Lo que es aún más interesante es que le pudimos asignar una función a esa remodelación y es que permite liberar diferencialmente a lo largo del día un neurotransmisor llamado acetilcolina (también presente en humanos) que favorece la comunicación entre las neuronas”, explicó la científica.

“Le asignamos a esa remodelación la función deliberar diferencialmente a lo largo del día un neurotransmisor llamado acetilcolina que favorece la comunicación entre las neuronas

FERNANDA CERIANI

Los investigadores también iluminaron detalles del “diálogo” entre dos grupos funcionales de neuronas reloj: las células E (que controlan el pico actividad de la tarde) y las células M (que controlan el pico de actividad de la mañana), incluyendo la retroalimentación de unas y otras en momentos específicos del día.

“Es una cinta sin fin, como la sucesión de días y noches”, expresó Ceriani.

Esta investigación, publicada en la revista “Current Biology”, cuestiona la idea que se sostiene desde hace más de una década sobre que cada grupo de neuronas del reloj biológico (cuya disfunción se asocia a complicaciones de la salud como obesidad, diabetes, entre otras) cumplía un papel acotado y específico para lograr la organización temporal de la actividad diaria: el sueño, la vigilia y otros procesos.

Del trabajo también participaron José Manuel Duhart, Anastasia Herrero, Gabriel de la Cruz y Juan Ignacio Ispizua, todos investigadores de la FIL y Conicet, al igual que Nicolás Pírez, que también es de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA.