Descifrando la química del miedo

Descifrando la química del miedo

El equipo de Salk traza el camino del miedo en los gusanos para revelar más sobre la ansiedad humana

LA JOLLA—Pregunte a una docena de personas acerca de sus mayores temores y probablemente obtendrá una docena de respuestas diferentes. Eso, junto con la complejidad del cerebro humano, hace que el miedo y su prima cercana, la ansiedad, sean difíciles de estudiar. Por esta razón, los medicamentos ansiolíticos clínicos tienen resultados mixtos, a pesar de que se prescriben ampliamente. De hecho, uno de cada seis estadounidenses toma un medicamento psiquiátrico.

Un equipo de investigadores del Instituto Salk descubrió nuevas pistas sobre los mecanismos del miedo y la ansiedad a través de una criatura poco probable: el diminuto gusano nematodo. Al analizar las respuestas de los gusanos expuestos a los químicos secretados por su depredador natural y estudiar las vías moleculares subyacentes, el equipo descubrió una respuesta rudimentaria similar al miedo que tiene paralelos con la ansiedad humana. Estos conocimientos pueden eventualmente ayudar a refinar las prescripciones de los medicamentos actuales contra la ansiedad y permitir el desarrollo de nuevos medicamentos para tratar afecciones como el trastorno de estrés postraumático y el trastorno de pánico.

“Durante los últimos 30 o 40 años, los científicos han utilizado animales más simples para descubrir cómo podría funcionar el miedo en los humanos”, dice Sreekanth Chalasani, profesor asociado en el Laboratorio de Neurobiología Molecular de Salk y autor principal del artículo, publicado en Nature Communications el 19 de marzo de 2018. “La idea ha sido que si pudiera averiguar qué señales subyacentes en el cerebro están relacionadas con el miedo y la ansiedad, podría desarrollar mejores medicamentos para bloquearlas”.

El equipo de Salk comenzó con una criatura simple, el gusano microscópico llamado Caenorhabditis elegans. C. elegans, que contiene solo 302 neuronas, tiene un depredador natural, otro gusano llamado pristionchus pacificus, que muerde y mata C. elegans. Los investigadores descubrieron que al exponer C. elegans a las sustancias químicas que son excretadas por P. pacífico, podrían provocar una respuesta similar al miedo. Cuando se encuentra con estos químicos excretados por los depredadores, C. elegans rápidamente cambia de dirección y se aleja arrastrándose.

Descubrieron que este químico que induce el miedo, una nueva clase de moléculas llamadas sulfolípidos, podría activar cuatro circuitos cerebrales redundantes que conducían a este comportamiento. Además, C. elegans continuó cambiando su comportamiento incluso después de que se eliminó el químico del miedo. Esto es análogo al comportamiento de los ratones, que expresan miedo cuando se exponen al olor de la orina del gato, incluso si no hay un gato cerca.

“Durante años, pensamos que solo los cerebros avanzados como los de los mamíferos tendrían esta reacción compleja”, dice Chalasani. “Pero nuestro estudio muestra que un simple animal expresa algo muy parecido al miedo”.

En el experimento, la coautora y estudiante graduada de UC San Diego, Amy Pribadi, empapó C. elegans en una solución que contiene el sulfolípido durante 30 minutos. Los gusanos no pusieron huevos, incluso durante una hora después de haberlos retirado de la solución, un indicador de estrés agudo, así como una respuesta a largo plazo similar a la ansiedad. Investigaciones posteriores mostraron que las vías de señalización activadas durante la respuesta de los gusanos son similares a las vías activadas cuando los animales más complejos experimentan miedo.

Sin embargo, cuando los gusanos se sumergieron en una solución que contenía Zoloft (un fármaco humano contra la ansiedad), no se observaron estas respuestas similares al miedo y la ansiedad. Esto sugirió que al menos algunas de las vías sobre las que actúa el fármaco para eliminar la ansiedad en los mamíferos han sido preservadas por la evolución.

También curiosamente, el equipo encontró que Zoloft actuó sobre la señalización GABA de los gusanos en una neurona que afecta el sueño del animal. Aún no se sabe si este también es el caso en humanos, pero apunta a un camino potencial para comprender por qué Zoloft funciona en algunas personas y no en otras. La investigación eventualmente podría conducir a un cambio en la forma en que se recetan estos medicamentos.

“Esperamos que los hallazgos de este documento contribuyan al campo al proporcionar una imagen más amplia de algunas de estas actividades de señalización”, dice Chalasani. “Nuestros hallazgos sugieren que el miedo y la ansiedad son antiguos y evolucionaron mucho antes de lo que pensábamos originalmente. Las vías, los nervios, los circuitos y los genes que ahora podremos estudiar en el gusano deberían informarnos sobre este proceso en los humanos”.

Además, dice, comprender qué productos químicos pueden repeler a los nematodos podría tener implicaciones para el desarrollo de nuevos tipos de pesticidas, potencialmente incluso no tóxicos. “C. elegans no es un patógeno, pero muchos otros tipos de nematodos pueden causar daños severos a los cultivos”, explica. “La investigación biológica puede ir en muchas direcciones diferentes, y nunca sabes lo que vas a descubrir”.

Los otros autores del artículo fueron Zheng Liu, Maro J. Kariya, Christopher D. Chute, Sarah G. Leinwand, Ada Tong y Kevin P. Curran de Salk; Neelanjan Bose y Frank C. Schroeder de la Universidad de Cornell; y Jagan Srinivasan del Instituto Politécnico de Worcester.

Este trabajo fue financiado por la Fundación WM Keck, los Institutos Nacionales de Salud y una beca de ex alumnos de Salk.