Enero 27, 2005
La Jolla, CA – Los científicos que trabajan para el Instituto de Genómica de la Fundación de Investigación Novartis (GNF) y el Instituto Salk de Estudios Biológicos han descubierto la base química de nuestro sexto sentido: el misterioso interruptor que reinicia nuestros relojes biológicos cuando cruzamos zonas horarias. El hallazgo acerca a la realidad los medicamentos para tratar los llamados trastornos circadianos, como el desfase horario severo y la depresión estacional, así como para mejorar la vida de los trabajadores por turnos.
En un giro extraño, un equipo de GNF dirigido por Panda Satchin, ahora profesor asistente en el Instituto Salk, y Tim Jegla, líder de grupo en GNF, ha demostrado que el sistema fotosensorial que restablece el reloj biológico en las personas funciona de la misma manera que los sistemas visuales de animales inferiores como las moscas. Sus hallazgos fueron publicados en Science el 28 de enero de 2005.
El reloj biológico, o circadiano, en los humanos reside en una pequeña red de células nerviosas en el núcleo supraquiasmático del cerebro que dispara rítmicamente para controlar nuestros ciclos de sueño/vigilia. Cuando las zonas horarias o las estaciones cambian, un sensor de luz en nuestros ojos reinicia el reloj al nuevo régimen de luz:oscuridad, un proceso llamado fotoentrenamiento. El fotoentrenamiento deteriorado prolonga el desfase horario y puede provocar depresión y trastornos metabólicos en los trabajadores por turnos y en las personas que viven en latitudes altas.
Curiosamente, algunas personas ciegas sin bastones y conos, que son responsables de la visión consciente, aún conservan este sensor de luz, mientras que las personas que nacen sin ojos pierden toda capacidad de fotoentrenamiento. Esto llevó a los científicos a creer que existe en el ojo un nuevo sistema fotosensorial, distinto del sistema visual "normal", que funciona como un sexto sentido.
El principal sospechoso del escurridizo fotosensor es actualmente un grupo de unos pocos cientos de células nerviosas especializadas en la retina llamadas células ganglionares de la retina que son sensibles a la luz, se conectan directamente al reloj SCN y contienen un nuevo tipo de fotopigmento llamado melanopsina.
Panda y Jegla ahora han confirmado que la melanopsina puede absorber la luz y desencadenar cambios químicos que pueden restablecer el reloj biológico. Su elegante serie de experimentos utilizó una combinación de herramientas genéticas, farmacológicas y microeléctricas. Al inyectar el gen de la melanopsina de ratón en huevos de rana, demostraron que cuando la luz golpea estos huevos, la melanopsina puede convertir la información de la luz en una señal eléctrica. Fueron más allá al demostrar que el mecanismo por el cual la melanopsina genera esta señal eléctrica es muy diferente al de los fotopigmentos visuales humanos normales, como la rodopsina. "De hecho, la fotorrespuesta de la melanopsina es similar a la de los animales inferiores, como los insectos", dijo Jegla. "Deberíamos poder aprovechar años de investigación sobre la visión de las moscas para obtener más pistas sobre cómo la melanopsina señala nuestro reloj biológico".
Panda y Jegla también demostraron que la melanopsina es más sensible a la luz azul cian, la misma longitud de onda de luz que se sabe que es la mejor para restablecer el reloj en humanos. El estudio ofrece esperanza para los medicamentos que pueden restablecer el reloj sin afectar el sistema visual.
“Si el fotoentrenamiento involucrara los pigmentos visuales normales del ojo, no podrías interferir con eso porque también afectaría tu visión”, dijo Panda. "Dado que la melanopsina señala de una manera muy diferente, tenemos el potencial de modificar el proceso y tratar mucho mejor el desfase horario, los trastornos afectivos estacionales o los trabajadores por turnos".
Por ejemplo, Panda imagina que los viajeros toman medicamentos que bloquean la melanopsina (antagonistas) o imitan a los agonistas de la melanopsina). “Dependiendo de si vuelas al este o al oeste, podrías tomar un agonista o antagonista de la melanopsina”, dijo Panda.
El Instituto de Genómica de la Fundación de Investigación Novartis (GNF), fundado en 1999, se enfoca en tecnologías que cambian paradigmas, haciendo posibles nuevos enfoques para problemas biomédicos complejos. Se han establecido plataformas tecnológicas pioneras en genómica, proteómica, química, biología estructural, biología computacional e ingeniería como parte de un enfoque integrado y multidisciplinario para la investigación biomédica y el descubrimiento de fármacos. La misión es combinar tecnología y descubrimientos en sistemas modelo moleculares, celulares y de organismos para identificar nuevos procesos biológicos para modular las vías de la enfermedad humana. El Instituto está financiado a través de la Fundación de Investigación de Novartis.
El Instituto Salk de Estudios Biológicos en La Jolla, California, es una organización independiente sin fines de lucro dedicada a los descubrimientos fundamentales en las ciencias de la vida, la mejora de la salud humana y la capacitación de futuras generaciones de investigadores. Jonas Salk, MD, cuya vacuna contra la poliomielitis casi erradicó la poliomielitis, una enfermedad paralizante en 1955, inauguró el Instituto en 1965 con un terreno donado por la ciudad de San Diego y el apoyo financiero de March of Dimes.
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