El descubrimiento de Salk puede conducir a tratamientos más seguros para el asma, las alergias y la artritis

El descubrimiento de Salk puede conducir a tratamientos más seguros para el asma, las alergias y la artritis

Científicos encuentran vínculo entre el reloj biológico y el metabolismo del azúcar

LA JOLLA, CA—Los científicos han descubierto un eslabón perdido entre el reloj biológico del cuerpo y el sistema de metabolismo del azúcar, un hallazgo que puede ayudar a evitar los efectos secundarios graves de los medicamentos utilizados para tratar el asma, las alergias y la artritis.

En un artículo publicado la semana pasada en Naturaleza, los científicos del Instituto Salk de Estudios Biológicos informan que han descubierto que las proteínas que controlan los ritmos biológicos del cuerpo, conocidas como criptocromos, también interactúan con los interruptores metabólicos a los que se dirigen ciertos medicamentos antiinflamatorios.

El hallazgo sugiere que los efectos secundarios de los medicamentos actuales podrían evitarse considerando los ritmos biológicos de los pacientes al administrarlos o desarrollando nuevos medicamentos dirigidos a los criptocromos.

"Sabíamos que nuestro ciclo de sueño y vigilia está ligado al momento en que nuestro cuerpo procesa los nutrientes, pero cómo sucedió esto a nivel genético y molecular era un completo misterio", dice ronald m evans, profesor del Laboratorio de Expresión Génica de Salk, que dirigió el equipo de investigación. "Ahora hemos encontrado el vínculo entre estos dos importantes sistemas, lo que podría servir como modelo de cómo se vinculan otros procesos celulares y podría ser prometedor para mejores terapias".

Imagen: Cortesía del Instituto Salk de Estudios Biológicos

Los glucocorticoides son hormonas esteroides que se producen naturalmente en el cuerpo y ayudan a controlar la cantidad de azúcar en la sangre de una persona, de modo que los niveles de nutrientes aumentan por la mañana para impulsar las actividades diarias y bajan nuevamente por la noche. Funcionan en las células interactuando con receptores de glucocorticoides, interruptores moleculares en el exterior del núcleo, que Evans descubrió por primera vez en 1985.

Los glucocorticoides también desempeñan un papel en la regulación de la inflamación y se usan como medicamentos antiinflamatorios para enfermedades causadas por un sistema inmunitario hiperactivo, como alergias, asma y artritis reumatoide. También se utilizan para tratar la inflamación en pacientes con cáncer.

Sin embargo, debido a su papel en el metabolismo del azúcar, los esteroides pueden alterar el metabolismo normal de una persona, lo que produce efectos secundarios peligrosos, incluidos niveles excesivamente altos de azúcar en sangre, resistencia a la insulina y complicaciones diabéticas.

Los investigadores de Salk pueden haber encontrado una forma de evitar estos efectos secundarios al descubrir una nueva función para los criptocromos 1 y 2, proteínas que anteriormente se conocían por su función en el reloj biológico.

Los criptocromos sirven como pausas para ralentizar la actividad del reloj, indicando a nuestros sistemas biológicos que se relajen cada noche. Por la mañana, dejan de inhibir la actividad del reloj, lo que ayuda a nuestra fisiología a prepararse para el día siguiente.

En su nuevo estudio sobre células de ratón, Evans y sus colegas hicieron el sorprendente descubrimiento de que los criptocromos también interactúan con los receptores de glucocorticoides, lo que ayuda a regular la forma en que el cuerpo almacena y utiliza el azúcar.

"Descubrimos que los criptocromos no sólo son esenciales para el funcionamiento del reloj circadiano, sino que también regulan la acción de los glucocorticoides y, por lo tanto, son fundamentales para la interacción del reloj con nuestro metabolismo diario de nutrientes", dice Katja A. Lamia, profesora asistente en El Instituto de Investigación Scripps y ex investigador postdoctoral en el laboratorio de Evan en Salk.

Las células de ratón funcionan de manera muy similar a las células humanas, por lo que los hallazgos podrían tener implicaciones importantes para el tratamiento de enfermedades autoinmunes y cáncer. Al tener en cuenta el aumento y la disminución diarios de los niveles de criptocromo, dicen los científicos, los médicos podrían programar mejor la administración de medicamentos glucocorticoides para evitar ciertos efectos secundarios relacionados con el metabolismo del azúcar.

El descubrimiento también plantea la posibilidad de desarrollar nuevos fármacos antiinflamatorios que eviten algunos efectos secundarios al dirigirse a los criptocromos en lugar de dirigirse directamente a los interruptores de glucocorticoides.

En términos más generales, dice Evans, el estudio puede ayudar a explicar la conexión entre el sueño y el metabolismo de los nutrientes en nuestros cuerpos, incluso por qué las personas con trabajos que requieren trabajo nocturno o horarios erráticos tienen un mayor riesgo de obesidad y diabetes.

"Alterar el ciclo normal de actividad día-noche puede impedir que el reloj biológico de una persona se sincronice correctamente con sus patrones diarios de metabolismo de nutrientes", dice Evans. "Como resultado, es posible que el cuerpo no almacene ni procese el azúcar normalmente, lo que provoca enfermedades metabólicas".

El estudio fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Glenn para la Investigación Médica, Leona M. y Harry B. Helmsley Charitable Trust y la Fundación de Investigación de Ciencias de la Vida.

Sobre el Instituto Salk de Estudios Biológicos:
El Instituto Salk de Estudios Biológicos es una de las instituciones de investigación básica más importantes del mundo, donde profesores de renombre internacional investigan cuestiones fundamentales de las ciencias biológicas en un entorno único, colaborativo y creativo. Centrados tanto en el descubrimiento como en orientar a las generaciones futuras de investigadores, los científicos de Salk realizan contribuciones innovadoras a nuestra comprensión del cáncer, el envejecimiento, el Alzheimer, la diabetes y las enfermedades infecciosas mediante el estudio de la neurociencia, la genética, la biología celular y vegetal y disciplinas relacionadas.

Los logros de la facultad han sido reconocidos con numerosos honores, incluidos premios Nobel y membresías en la Academia Nacional de Ciencias. Fundado en 1960 por el pionero de la vacuna contra la polio Jonas Salk, MD, el Instituto es una organización independiente sin fines de lucro y un hito arquitectónico.

Para más información:
Naturaleza
Autores: Katja A. Lamia, Stephanie J. Papp, Ruth T. Yu, Grant D. Barish, N. Henriette Uhlenhaut, Johan W. Jonker, Michael Downes, Ronald M. Evans
Los criptocromos median la represión rítmica del receptor de glucocorticoides