“Toda nuestra fisiología está influida por los relojes biológicos”

El reloj biológico 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. De hecho, 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.

“Su buen funcionamiento es clave para la salud”, señala la doctora Fernanda Ceriani, jefa del Laboratorio de Genética del Comportamiento en la Fundación Instituto Leloir (FIL), investigadora principal del CONICET en el Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA), unidad de doble dependencia creada por la FIL y el CONICET, y ganadora del Premio Nacional L’Oréal-Unesco Por la Mujer en la Ciencia 2011.

En la siguiente entrevista Ceriani describe los principales hallazgos y retos de su laboratorio. 

¿Qué piezas conforman al reloj biológico central?

Ceriani: Está formado por neuronas reloj cuyos engranajes son un conjunto de proteínas capaces, en su conjunto, de medir el paso del tiempo. Se encargan de regular una amplia gama de procesos metabólicos, fisiológicos y comportamentales para que ocurran en los momentos más adecuados del día.

Para que funcione ese reloj, ustedes descubrieron el rol clave de un aminoácido, la glicina, que también actúa como neurotransmisor. ¿Qué es lo que hace exactamente?
Descubrimos que la glicina ayuda a sincronizar a la “orquesta” que forman los distintos relojes circadianos del cerebro. Además, identificamos la enzima que produce ese neurotransmisor, el transportador que lo desplaza y algunos de sus receptores. Los resultados de nuestro trabajo fueron contundentes.

¿Qué ocurre si ese neurotransmisor está “desregulado”?
El bloqueo de algunos receptores de glicina produce un comportamiento del sueño y vigilia totalmente caótico: los animales pierden la capacidad de organizar temporalmente su actividad a lo largo del día. En la jerga científica lo describimos como ¨arritmicidad¨.

 ¿Los experimentos que realiza en la mosca Drosophila melanogaster sirven para iluminar procesos en humanos?
Sí, el genoma humano tiene un 47% de homología con el genoma de Drosophila, y un 75% de los genes asociados con enfermedades genéticas o cáncer en humanos tienen su contraparte en el genoma de la mosca. Son muchos los mecanismos biológicos básicos que comparten ambas especies. Por esta razón, esta mosca es un modelo relevante para estudiar genes asociados a enfermedades neurológicas, enfermedades neurodegenerativas, cáncer, estrés oxidativo y envejecimiento.

Unos años atrás, descubrió con su grupo que parte de las neuronas reloj cambian su conectividad (su capacidad de contactar y ¨comunicarse¨ con otras neuronas) a lo largo del día. ¿Es otra prueba de que el dogma del cerebro adulto “invariable” es falso? 

Así es. Este mecanismo aportaría formas adicionales de regular procesos fisiológicos cruciales para el organismo. Como corolario de este trabajo, propusimos que los cambios que sufren estas neuronas reloj serían los responsables de impartir información temporal día tras día a otras neuronas del cerebro que no albergan relojes biológicos.

En 2007, usted firmó un trabajo científico en la revista “Cell” con el doctor Michael Rosbash, uno de los ganadores del premio Nobel de Medicina de 2017. ¿Podría contarnos qué estudio hicieron?
Rosbash lideró un trabajo titulado “La red circadiana de Drosophila es un temporizador estacional”. En esta investigación se propuso que la comunicación entre grupos específicos de ¨neuronas reloj¨ subyace al ajuste temporal de la actividad a lo largo del día, y muy especialmente, a lo largo de las estaciones del año.

¿Hacia dónde apuntan sus proyectos actuales?
Estamos realizando estudios para identificar cuáles son los neurotransmisores que las neuronas reloj liberan al conectarse entre sí de modo de ¨mantenerse sincronizados (en la misma hora), y de qué manera esta sincronización se va alterando cuando envejecemos. Nuestros resultados abren muchos más interrogantes de los que cierran. Dada las similitudes de los procesos que ocurren en el reloj biológico de Drosophila y el de los mamíferos, es de esperar que lo que aprendamos en el futuro ayude a diseñar tratamientos para trastornos derivados de su disfunción.

Agencia CyT