El inesperado papel de ciertas células cerebrales en el reloj biológico corporal

Hasta hace poco, las investigaciones sobre los relojes biológicos, que dictan las fluctuaciones diarias en la mayoría de las funciones corporales, incluyendo la temperatura interna del cuerpo y lo despiertos o somnolientos que estamos, se centraban en las neuronas, esas células eléctricamente excitables que son las divas del sistema nervioso central. Sin embargo, cada vez está más claro que las neuronas no tienen el protagonismo exclusivo; otras células cerebrales tienen un papel importante. Una nueva investigación lo corrobora y aporta nuevos datos al respecto.

Se considera que el centro principal del reloj maestro del cuerpo es el núcleo supraquiasmático, o SCN, por sus siglas en inglés, una estructura cerebral que alberga 20.000 neuronas. A estas se les ha venido atribuyendo todo el trabajo de ese núcleo, pero también hay 6.000 astrocitos entremezclados con ellas.

Ahora, el equipo de Erik Herzog, de la Universidad Washington en San Luis de Misuri, Estados Unidos, muestra que los astrocitos ayudan a marcar el ritmo del núcleo supraquiasmático al programar la jornada, al menos en ratones.

A los astrocitos no se les prestaba mucha atención porque no se les consideraba importantes. Llamados a menudo “células de apoyo”, se suponía que servían para rellenar espacios, entre otras funciones menores.

Entonces sucedieron dos cosas. Los científicos descubrieron que casi todas las células en el cuerpo son “conscientes” del paso del tiempo, con unas pocas excepciones, como las células madre. Y también empezaron a darse cuenta de que los astrocitos hacen mucho más de lo que se había creído. Entre otras cosas, segregan y absorben neurotransmisores y ayudan a las neuronas a formar sinapsis más fuertes para consolidar lo que hayamos aprendido.

En esta sección del reloj maestro, las células que expresan una proteína estructural específica de los astrocitos y que han sido teñidas de rojo (recuadro superior derecho) coincidieron bien con células que habían sido equipadas para brillar con un color verde cuando estaban expresando un gen del reloj (recuadro medio derecho), demostrando que los científicos podían observar a los astrocitos haciendo el tic-tac del reloj, por así decirlo. (Fotos: Herzog Lab.)

Así que para un neurocientífico como Herzog, la pregunta obvia era: ¿qué estaban haciendo los astrocitos en el núcleo supraquiasmático? ¿Estaban controlando el tiempo? Y si lo estaban haciendo, ¿cómo interactuaba su reloj con el de las neuronas?

Herzog respondió a la primera pregunta en 2005 (sí, los astrocitos tienen relojes circadianos), pero entonces la investigación se encalló. Para averiguar qué estaban haciendo los astrocitos en las redes de células y en el individuo completo, los científicos tenían que poder manipularlos independientemente de las neuronas con las que están entrelazadas. Y las herramientas para hacerlo simplemente no existían.

Ahora, Matt Tso, del equipo de investigación, ha resuelto el problema. Las herramientas que ha ideado permiten controlar independientemente a los astrocitos en el núcleo supraquiasmático. Usándolas, el laboratorio llevó a cabo dos experimentos, alterando los relojes de los astrocitos y monitorizando el comportamiento diario de los ratones, altamente marcado por costumbres, incluyendo la de correr en la noria que les colocaron.

Los científicos quedaron sorprendidos por los resultados de los experimentos. En ambos, los retoques a los relojes de los astrocitos ralentizaron de forma fidedigna el sentido del tiempo del ratón. “No teníamos ni idea de que ello influiría tanto”, confiesa Tso.

Ahora Tso y sus colegas están planeando nuevos experimentos al respecto.

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