En ratones en los que el reloj central, localizado en el cerebro, no funciona, cada tejido sabe qué hora es y es capaz de responder a los cambios de luz.
El estudio, publicado en la revista Cell, es una colaboración entre el IRB Barcelona y la Universidad de California Irvine (Estados Unidos).
A lo largo del día, experimentamos una serie de cambios físicos, mentales y conductuales conocidos como ritmos circadianos. Estos cambios son regulados por un reloj central, ubicado en el hipotálamo, en la parte interna del cerebro, que se encarga de sincronizar todos nuestros tejidos para que puedan coordinar sus funciones y estén a la misma hora.
Científicos del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona), revelan que si bien cada tejido recibe información desde el reloj central para coordinar sus funciones, cada uno de ellos tiene también la capacidad de responder a la luz de forma autónoma y detectar los cambios entre el día y la noche.
Los estudios, publicado en la revista Cell, confirman que esta autonomía permite a los tejidos mantener un mínimo de funcionalidad aunque otro tejido de nuestro cuerpo esté fallando. “Los resultados de estos estudios tienen especial relevancia durante el envejecimiento o ante una patología en la que una interdependencia muy alta de los tejidos conllevaría un declive generalizado del organismo”, afirma Salvador Aznar Benitah, jefe del laboratorio de Células Madre y Cáncer del IRB Barcelona.
Hasta ahora, no se disponía de un modelo experimental adecuado para comprobar si realmente el reloj de todos nuestros órganos y tejidos está coordinado por el cerebro o, como se ha visto, son capaces de responder directamente a los cambios ambientales cíclicos de cada día. Este estudio, llevado a cabo por el IRB Barcelona en colaboración con el equipo de Paolo Sassone-Corsi de la Universidad de California Irvine (EEUU), ha sido posible gracias a un nuevo modelo de ratón que ha permitido aislar la comunicación de cada tejido con el resto.
Los primeros autores de este trabajo, el investigador postdoctoral Patrick Simon Welz y la estudiante de doctorado “La Caixa” Valentina María Zinna, ambos del IRB Barcelona, compararon los ritmos circadianos en la epidermis o el hígado de este modelo de ratón en el que no hay comunicación entre los diferentes tejidos, con los de ratones sanos y otros ratones en los que no funcionaba el reloj central. Así confirmaron la autonomía de ambos tejidos para responder a los cambios de luz que se producen a lo largo del día.
Como se mencionó anteriormente, aunque cada tejido tenga autonomía, no significa que no exista comunicación con el resto del cuerpo. “Confirmamos que el reloj central se comunica desde el cerebro con el resto del cuerpo, proporcionando información útil para su correcto funcionamiento, permitiendo por ejemplo que el tracto gastrointestinal, el hígado y el páncreas sepan cuándo es la hora de comer y se preparen a la vez para la digestión. Pero cuando esta comunicación falla, cada órgano es capaz de saber qué hora es para llevar a cabo las funciones adecuadas”señala el investigador ICREA Salvador Aznar Benitah.
“Nuestros resultados tienen importantes implicaciones en la salud” añade Aznar Benitah. El estilo de vida actual nos expone a luz en momentos en los que deberíamos estar a oscuras. Dado que cada órgano es capaz de responder de forma autónoma a la presencia de luz, esto llevaría a la realización de funciones propias del día durante la noche. Este pequeño desfase diario o jet-lagsocial puede ser responsable de un envejecimiento prematuro.
Los estudios han contado con la financiación del Consejo Europeo de Investigación (ERC por sus siglas en inglés), la Generalitat de Catalunya, el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (antes MIMECO), la Fundación Botín, Banco Santander Universidades, el Programa Marco de Investigación e Innovación de la Unión Europea Horizonte 2020 y la Fundación Bancaria “La Caixa”.
Artículo de referencia:
Welz PS#*, Zinna VM*, Symeonidi A, Koronowski K, Kinouchi K, Smith JG, Guillén IM, Castellanos A, Prats N, Caballero JM, Sassone-Corsi P#and Benitah SA#.
BMAL1-Driven Tissue Clocks Respond Independently to Light to Maintain Homeostasis.
Cell (2019) DOI: 10.1016/j.cell.2019.05.009
Kevin B. Koronowski*, Kenichiro Kinouchi*, Patrick-Simon Welz*, Valentina Maria Zinna, Jiejun Shi, Muntaha Samad, Siwei Chen, Jacob G. Smith, Jason Kinchen, Wei Li, Pierre Baldi, Salvador Aznar Benitah#, and Paolo Sassone-Corsi#.
Defining the autonomy of the liver circadian clock.
Cell (2019) DOI: 10.1016/j.cell.2019.04.025
