El Laboratorio de Genética del Comportamiento liderado por la doctora Fernanda Ceriani en la Fundación Instituto Leloir (FIL), ha descubierto procesos moleculares que cumplen un rol clave en el funcionamiento del reloj biológico del cerebro constituido por neuronas especializadas que ordenan temporalmente las funciones fisiológicas del cuerpo a lo largo del día.



Además de los conocidos síntomas que genera el jet lag o la fatiga en personas que trabajan de noche, 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 II, infecciones y obesidad.
El reloj biológico determina los momentos de máxima alerta, de mayor coordinación manual y de aumento de la fuerza muscular. “También regula el sistema inmune, la digestión, la temperatura corporal, la presión arterial, el funcionamiento de los riñones, la frecuencia cardíaca y la secreción de hormonas como la melatonina, asociada con el buen dormir. O marca los ritmos de ovulación cada 28 días. Su buen funcionamiento es clave para la salud”, señala Ceriani quien también es investigadora principal del CONICET y ganadora del Premio Nacional L’Oréal-Unesco Por la Mujer en la Ciencia 2011.

-¿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.

-Un trabajo suyo fue tapa de la revista “Cell Reports” el año pasado. ¿Cuáles fueron los resultados principales de ese estudio?
Descubrimos que un neurotransmisor – 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, lo que en la jerga describimos como ¨arritmicidad¨.

-¿Los experimentos que realiza en la mosca Drosophila melanogaster iluminan procesos que ocurren 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.

-¿Qué otros resultados obtenidos en su laboratorio destacaría?
Hace algunos años descubrimos que parte de las neuronas reloj cambian su conectividad (su capacidad de contactar, y ¨comunicarse¨ con otras neuronas) a lo largo del día, cuestionando un poco el dogma que sostiene que una vez desarrollado, el cerebro adulto se mantiene ¨invariable¨. Este mecanismo aportaría formas adicionales de regular procesos fisiológicos cruciales para el organismo. Como corolario de este trabajo (publicado en ¨PLoS Biology¨ en 2008 y en “Current Biology” en 2014) 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.

-Usted firmó un trabajo científico (publicado en 2007 en la prestigiosa 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 a lo largo de la vida a medida que 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 conduzca en el futuro a diseñar tratamientos para trastornos derivados de su disfunción.