La Jolla, California-Los científicos han descubierto el eslabón perdido entre el reloj biológico del cuerpo y el sistema de metabolismo del azúcar, un hallazgo que podría ayudar a evitar los graves efectos secundarios de los medicamentos utilizados para tratar el asma, las alergias y la artritis.

En un artículo publicado la semana pasada en la revista Nature, los científicos del Instituto Salk para Estudios Biológicos informaron el hallazgo de que las proteínas que controlan el ritmo biológico del cuerpo, conocidas como criptocromos, también interactúan con los interruptores del metabolismo que son el blanco de ciertos medicamentos anti-inflamatorios.

El hallazgo sugiere que los efectos secundarios de los fármacos actuales se podrían evitar teniendo en cuenta los ritmos biológicos de los pacientes durante la administración de fármacos, o mediante el desarrollo de nuevos fármacos dirigidos a los criptocromos.

"Sabíamos que nuestro ciclo de sueño y vigilia están ligados al procesamiento de nutrientes en nuestro cuerpo, pero cómo sucede a nivel genético y molecular era un completo misterio", dice Ronald M. Evans, profesor en el Laboratorio de Expresión Génica del Salk, quien dirigió el equipo de investigación. "Ahora hemos encontrado la relación entre estos dos sistemas importantes, que podrían servir de modelo para determinar la manera en que otros procesos celulares están vinculados y podría ser una promesa para contar con mejores terapias".

Los glucocorticoides son hormonas esteroides que se producen naturalmente en el cuerpo y ayudan a controlar la cantidad de azúcar en la sangre de una persona, de modo que los niveles de nutrientes se incrementan en la mañana para proveer de combustible las actividades diarias y descienden nuevamente por la noche. Funcionan en las células mediante la interacción con los receptores de glucocorticoides, interruptores moleculares en la parte exterior del núcleo, lo que Evans descubrió por primera vez en 1985.

Los glucocorticoides también juegan un papel en la regulación de la inflamación y se utilizan como medicamentos anti-inflamatorios para enfermedades causadas por un sistema inmune demasiado activo, tales como alergias, asma y artritis reumatoide. También se utilizan para tratar la inflamación en pacientes con cáncer.

Sin embargo, debido a su papel en el metabolismo del azúcar, los esteroides pueden alterar el metabolismo normal de una persona, resultando en efectos secundarios peligrosos, incluyendo los niveles de azúcar en sangre excesivamente altos, resistencia a la insulina y complicaciones de la diabetes.

Los investigadores Salk pueden haber encontrado una forma de evitar estos efectos secundarios por el descubrimiento de una nueva función para criptocromos 1 y 2, las proteínas que se conocían por su función en el reloj biológico.

Las criptocromos sirven como interruptores para disminuir la actividad del reloj, lo que indica a nuestro sistema biológico que se relaje cada noche. Por la mañana, dejan de inhibir la actividad del reloj, ayudando a nuestros cuerpo a iniciar las actividades del día siguiente.

En su nuevo estudio en células de ratón, Evans y sus colegas hicieron el sorprendente descubrimiento de que los criptocromos también interactúan con los receptores de glucocorticoides, ayudando a regular la forma en que el cuerpo almacena y utiliza el azúcar.

"Hemos encontrado que las criptocromos no solo son esenciales para el funcionamiento del reloj circadiano, ellas regulan la acción de los glucocorticoides, y por lo tanto son fundamentales para la forma en que el reloj interactúa con el metabolismo de los nutrientes diarios", dice Katja A. Lamia, un profesor asistente en El Scripps Research Institute y ex investigador post-doctoral en el laboratorio de Evan en el Salk.

Las células de ratón funcionan como las células humanas, por lo que los resultados podrían tener importantes implicaciones para el tratamiento de enfermedades autoinmunes y cáncer. Teniendo en cuenta el aumento y la caída diaria de los niveles de criptocromos, dicen los científicos, los médicos podrían ser capaces de administrar en un mejor momento los glucocorticoides para evitar ciertos efectos secundarios relacionados con el metabolismo del azúcar.

El descubrimiento también plantea la posibilidad de desarrollar nuevos medicamentos anti-inflamatorios que evitan algunos efectos secundarios si se toman como objetivos los criptocromos en lugar de dirigirse directamente los interruptores de los glucocorticoides.

En términos más generales, dice Evans, el estudio podría ayudar a explicar la conexión entre el sueño y el metabolismo de los nutrientes en nuestros cuerpos, incluyendo el por qué las personas con trabajos que requieren un trabajo nocturno o en horas irregulares se encuentran en mayor riesgo de obesidad y diabetes.

"La interrupción del ciclo normal de actividad día-noche puede evitar la sincronización correcta del reloj biológico de una persona con sus patrones diarios de metabolismo de los nutrientes", dice Evans. "Como resultado, el cuerpo no puede almacenar y procesar el azúcar normalmente, lo que lleva a la enfermedad metabólica."

Fuente: Salk News, 19 de diciembre de 2011