Un estudio sobre nematodos descubre los secretos del sueño
Después de un día agotador o estresante, a menudo no hay nada mejor que una buena noche de sueño para ayudar a restablecer nuestro bienestar mental y físico. «Creemos que el sueño es esencial porque está presente en todos los animales que tienen sistema nervioso», señala Henrik Bringmann, coordinador del proyecto SLEEPCONTROL, de la Universidad de Tecnología de Dresde (Alemania). «No conocemos ningún animal que tenga sistema nervioso, pero que no duerma». En todas las especies, el sueño está controlado por neuronas especializadas que se activan específicamente durante el sueño, llamadas neuronas activas durante el sueño. Aunque su existencia se conoce desde hace decenios, se sabe poco sobre cómo se controlan y funcionan a escala molecular. En parte, esto se debe a las dificultades inherentes al estudio de la genética del sueño.
Un sistema de modelo animal adecuado
«Muchos rasgos del sueño son inespecíficos», explica Bringmann. «Por ejemplo, un ratón mutante que no duerme mucho podría tener un defecto en su sistema de control del sueño, pero también en su sistema de activación cerebral y, simplemente, estar estresado» Otro reto es que se cree que la falta de sueño suele ser letal para los sujetos animales. Las investigaciones llevadas a cabo en el laboratorio de Bringmann han logrado importantes avances en este campo. Se ha demostrado que, en los nematodos, el sueño depende de una única neurona activa durante el sueño, llamada RIS. Además, también se identificaron nematodos mutantes para los que la falta de sueño no es letal. «La RIS es muy parecida a las neuronas humanas activas durante el sueño», señala Bringmann. «Si se suprime, también se suprime el sueño. Por tanto, en el laboratorio contábamos con un sistema simplificado de neuronas activas durante sueño, dentro de un sistema de modelo animal adecuado».
Mecanismos del sueño
El objetivo del proyecto SLEEPCONTROL, que se llevó a cabo con el apoyo del Consejo Europeo de Investigación, era utilizar este sistema de modelo animal para conocer el funcionamiento de la RIS a escala molecular. Para lograrlo, se realizó un análisis genético de los mutantes del sueño. Se obtuvieron imágenes de la actividad neuronal, que también se manipuló. «Conseguimos identificar tres mecanismos que activan la neurona RIS», dice. «Demostramos que, ante un estrés térmico, un factor conservado llamado «factor de crecimiento epidérmico» activa la neurona RIS directamente, así como a través de una segunda neurona. De este modo, el sueño aumenta cuando las células del cuerpo están estresadas por el calor». El equipo del proyecto identificó los genes antienvejecimiento que activan la RIS durante la inanición y que, por tanto, contribuyen a favorecer la supervivencia. «También demostramos que una lesión en la piel provoca la liberación de péptidos antimicrobianos», continúa Bringmann. «Estos viajan al sistema nervioso para activar la RIS y provocar el sueño, lo que resulta útil para que el gusano sobreviva a las lesiones».
Abordar los trastornos del sueño
Además, el equipo de SLEEPCONTROL observó que la AP2, una proteína de la RIS necesaria para el sueño, también controla el sueño en modelos murinos. El trabajo del proyecto en modelos nematodos podría, por tanto, ser importante para comprender los mecanismos del sueño de los mamíferos —y, por extensión, de los humanos—. «Debería ser posible crear tratamientos para los trastornos del sueño en seres humanos activando las vías genéticas que favorecen el sueño», añade. «Se trata de una aspiración a largo plazo. El sueño en los mamíferos es mucho más complejo que en los nematodos y también más difícil de estudiar. Pero los nematodos nos dan una hoja de ruta para que sepamos hacia dónde ir». Bringmann pretende continuar este trabajo para comprender mejor los principios y mecanismos fundamentales que controlan el sueño en los nematodos. Estos resultados ofrecerán hipótesis que luego podrán trasladarse y probarse en modelos murinos. «El paso final es trasladar este trabajo a los seres humanos para poder comprender sueño humano y sus trastornos y crear tratamientos para los trastornos del sueño», concluye Bringmann. «Esto requerirá un esfuerzo colectivo y prolongado por parte de muchos laboratorios».
Palabras clave
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