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El intercambio preciso y oportuno de información entre el encéfalo y los órganos es esencial para la vida. Estos intercambios dirigen una serie de funciones corporales, como el mantenimiento del equilibrio entre el gasto energético (p. ej. la actividad física) y la ingesta energética en forma de alimentos. Cuando este vínculo de comunicación en concreto se rompe, pueden aparecer enfermedades metabólicas como la diabetes de tipo 2 y la obesidad.
Vincent Prevot de Inserm (Francia), uno de los tres investigadores principales del proyecto WATCH, explica: «La interrupción de la comunicación entre el encéfalo y el resto del cuerpo también es un signo de trastornos como la enfermedad de Alzheimer, y estos trastornos suelen aparecer con la edad».
Por consiguiente, comprender exactamente cómo el encéfalo regula las funciones corporales es un paso sumamente importante para combatir trastornos metabólicos y enfermedades neurodegenerativas. La prevalencia de estas dolencias está aumentando en muchas zonas del mundo debido al cambio de estilo de vida (por ejemplo, el mayor consumo de comida rápida) y al envejecimiento de las poblaciones.
Comprensión del comportamiento neuronal
El proyecto WATCH de siete años de duración, financiado con fondos europeos y que recibió el apoyo del Consejo Europeo de Investigación, afronta este reto centrándose en el comportamiento de determinadas funciones neuronales.
«Sabemos que el balance energético del cuerpo se mantiene mediante las células encefálicas (neuronas y neuroglia) del hipotálamo, una parte pequeña y altamente especializada del encéfalo», comenta el investigador principal conjunto Markus Schwaninger de la Universidad de Lubeca (Alemania). «Estas células detectan la glucosa o las hormonas producidas por órganos que señalan el hambre o la saciedad, y adaptan la respuesta del encéfalo en consonancia».
Estas señales y hormonas pueden atravesar la barrera hematoencefálica, una pared de vasos sanguíneos herméticamente cerrada que protege al encéfalo de intrusiones no deseadas.
Prevot añade: «En este proceso intervienen los tanicitos, células gliales particulares presentes en el hipotálamo, que funcionan como “lanzaderas” de señales hacia el encéfalo atravesando las barreras normales». Esto permite que las señales lleguen a las neuronas que regulan la ingesta de alimentos y otras funciones corporales críticas.
El proyecto WATCH ha realizado varios descubrimientos revolucionarios en el transcurso de un par de años. El equipo ha mostrado, por ejemplo, cómo los tanicitos “lanzan” la leptina, una hormona producida por las células adiposas, hacia el hipotálamo. El equipo detectó que el bloqueo del transporte de esta hormona puede ocasionar no solo obesidad, sino también diabetes debido a la interferencia con la función del páncreas.
Además, los tanicitos traducen el nivel de glucosa en sangre a otra molécula que puede ser «comprendida» por las neuronas que controlan el apetito. El equipo determinó asimismo que la pérdida de peso en algunas enfermedades es mediada por los tanicitos a través de una molécula implicada en procesos inflamatorios, denominada NFκB.
El investigador principal conjunto Ruben Nogueiras de la Universidad de Santiago de Compostela (España) señala: «Desde el inicio de la pandemia de COVID-19, hemos desviado parte de nuestros recursos para estudiar el impacto del virus SARS-CoV-2.
Hemos mostrado, por ejemplo, que rompe las paredes de los vasos sanguíneos del encéfalo. Además, el hígado de las personas obesas produce moléculas a las que el virus se acopla. Esto explica por qué estas personas son especialmente vulnerables a formas graves de la enfermedad».
Lucha contra las enfermedades neurológicas
Si bien todavía es pronto —está previsto que el proyecto finalice en 2026—, los descubrimientos realizados hasta ahora son muy prometedores. Los investigadores principales comentan: «Algunos de nuestros descubrimientos se están patentando y esperamos que sean aprovechados en el futuro, ya sea para mejorar las vidas de las personas con enfermedades metabólicas o con COVID-19.
De hecho, se podría decir que estamos casi reescribiendo la historia. Aunque muchos de los descubrimientos son nuevos, también estamos cuestionando dogmas en este campo, hipótesis que se han asumido durante años o a veces decenios, únicamente porque no se pudieron encontrar evidencias de lo contrario».
Uno de los motivos esenciales de ello ha sido la dedicación del equipo del proyecto, formado por estudiantes de doctorado y posdoctorado. Sowmyalakshmi Rasika, que ejerce de coordinadora científica entre los tres laboratorios declara: «Salvo durante el confinamiento, nuestros científicos jóvenes han viajado constantemente a otros laboratorios para aprender nuevas técnicas, solucionar problemas o debatir aspectos de su trabajo con personas de otros campos.
Esperamos que este trabajo dé lugar a tratamientos fundamentados o a cambios de comportamiento que podrían limitar el impacto de las enfermedades neurológicas o del encéfalo en nuestras poblaciones vulnerables y que envejecen rápidamente», concluyen los investigadores.