- Valentina Ugalde, investigadora joven, y el Dr. Rodrigo Pacheco, quien lidera el laboratorio de Neuroinmunología en el Centro, son los autores de un paper que repasa los últimos hallazgos en este campo y que fue publicado por la revista Neural Regeneration Research.
- La evidencia reciente demuestra que la infiltración de linfocitos T en el sistema nervioso central no solo ocurre en condiciones patológicas, sino que también para incidir en procesos tales como la resiliencia al estrés, la ansiedad, el aprendizaje y la conducta social.
- Uno de estos mecanismos es el denominado sueño REM, que ocupa el 25 por ciento del total de las horas del descanso nocturno, y se caracteriza por una intensa actividad cerebral y movimientos oculares rápidos y aleatorios.
Aunque hasta hace 20 años la infiltración de células del sistema inmune en el sistema nervioso central fue relacionado con condiciones patológicas, la evidencia reciente demuestra que los denominados linfocitos T que alcanzan regiones como el cerebro tienen un papel protagónico en la regulación de múltiples procesos cognitivos y fisiológicos, entre ellos el sueño, la ansiedad, la memoria, la resiliencia frente al estrés e incluso el comportamiento social.
Así lo expone un estudio realizado por la investigadora joven del Centro Basal Ciencia & Vida de la Universidad San Sebastián, Valentina Ugalde, y el neuroinmunólogo Dr. Rodrigo Pacheco, director del laboratorio de Neuroinmunología, quienes recopilaron en un paper de revisión (también conocido como “review”, que muestra evidencia de interés extraída desde diversas fuentes) los recientes hallazgos a nivel mundial logrados en este campo.
Publicado por la revista Neural Regeneration Research, el reporte establece el cambio de paradigma científico respecto a la relación entre las células del sistema inmune y el sistema nervioso central, y el rol “neuroinmune” que poblaciones como los linfocitos T tendrían en el funcionamiento del cerebro, así como los múltiples procesos y comportamientos que éste comanda.
En específico, el artículo pone el foco en el “dormir”, una acción que podría tener impacto a nivel de la consolidación de la memoria, y propone que esto sería resultado de la capacidad de los linfocitos T de infiltrar el cerebro, comunicarse con las neuronas e incidir en mecanismos que no forman parte de sus funciones de carácter “defensivas”.
“Hay una amplia evidencia respecto a cómo la privación del sueño afecta la memoria episódica en el largo plazo. Con esto, surge la pregunta de cómo el sistema inmune podría estar participando en ese mecanismo, y es lo que quisimos describir en este paper de revisión: qué es lo que se sabe y la apertura de nuevas preguntas sobre el tema», explicó Ugalde, bioquímica de formación y quien desde hace diez años colabora con el laboratorio de Neuroinmunología, cuyo propósito es comprender la interacción entre los sistemas nervioso central e inmune.
El objetivo de esta publicación es contar con evidencia básica, añade la científica, que incentive la discusión para nuevos trabajos de exploración, así como también continuar con los avances logrados por el propio laboratorio del Centro Basal Ciencia & Vida en este campo. Aspectos claves en esta indagación son de qué forma se modula la interacción entre ambos sistemas y de qué forma los mecanismos de inmunidad pueden incidir en procesos cognitivos, algo aún preliminarmente planteado y que hasta hace unos años era desconocido.
“En este caso, por ejemplo, los hallazgos que exponemos en el paper muestran un cambio de paradigma en relación a que la infiltración de células del sistema inmune en el cerebro se consideraba como una condición exclusivamente patológica. Esto tiene que ver con que, a diferencia de otros sistemas del organismo, el sistema inmune no está alojado en una región en particular, y tiene la capacidad de moverse a infiltrar diversos órganos y tejidos”, añade la bioquímica.
Los últimos estudios de este equipo han abordado la vinculación entre el eje cerebro-intestino y su rol en el origen de enfermedades relacionadas con el envejecimiento, entre ellas el Parkinson, lo que le ha permitido al grupo liderado por el Dr. Rodrigo Pacheco ser receptor de fondos tanto nacionales como globales, entre ellos los de la Michael J. Fox Foundation.
Uno de sus últimos trabajos de recopilación abordó precisamente cómo esta patología neurodegenerativa altera la composición de las bacterias intestinales responsables de regular el dolor, y que, al igual que este nuevo reporte, arroja luces sobre la regulación de procesos fisiológicos por parte de regiones del organismo cuya función se asoció típicamente con otros mecanismos.
Inmunidad, sueño y memoria
Existen dos etapas generales del sueño: el sueño no-REM, que se subdivide en tres etapas, y el sueño REM (de movimientos oculares rápidos, por sus siglas en inglés), diferenciados por la velocidad de movimientos de los ojos en una noche normal de descanso. El sueño REM ocupa un 25% del total de las horas de reposo nocturno en un ser humano y se repite cada noventa minutos, en bloques de 20 o 25 minutos, hasta por cinco veces en este período.
Según el artículo, una gran cantidad de estudios han demostrado que las etapas no-REM del sueño tienen un papel crucial en la consolidación de la memoria, un proceso que implica el movimiento de recuerdos almacenados temporalmente en el hipocampo a recuerdos de largo plazo almacenados en estructuras extrahipocampales.
Dependiendo del perfil electroencefalográfico, los movimientos oculares y la actividad muscular, el sueño se ha dividido en cuatro etapas: la etapa de movimientos oculares rápidos (REM) y otras tres etapas no REM, cada una de ellas con un perfil particular de actividad muscular y ondas neuronales eléctricas.
“Varias líneas de evidencia han demostrado que la tercera etapa no REM, que se caracteriza por ondas de baja frecuencia y alta amplitud, llamada sueño de ondas lentas, desempeña un papel fundamental en la consolidación de la memoria. En consecuencia, varias citocinas y prostaglandinas producidas por el sistema inmune podrían regular la cantidad e intensidad del sueño no REM”, acota Ugalde.
El sistema inmune infiltra el cerebro
Los linfocitos T pueden infiltrar el cerebro a través de una estructura llamada plexos coroídeos y así llegar a los “vasos linfáticos meningeales”, que están vinculados al sistema linfático, una red de órganos, ganglios , conductos y vasos que producen y transportan linfa (un líquido que transporta glóbulos blancos) desde los tejidos hasta el torrente sanguíneo. Este constituye uno de los principales componentes del sistema inmunitario.
Dicha red “linfática meningeal” funciona como una especie de compartimento, que se aloja en el sistema nervioso y que permite el tránsito de algunas células inmunes para desempeñar este rol recientemente descrito: el de regulador del sistema nervioso central, lo que supone una novedad respecto a sus labores defensivas para el organismo (hasta ahora ampliamente conocidas y su principal tarea a nivel fisiológico).
Su “redescubrimiento” como articulador de la relación entre células T y el sistema nervioso, así como su implicación en procesos cognitivos y psicológicos, data de hace menos de diez años. Según el paper elaborado en el Centro Basal Ciencia y Vida, de la USS, la evidencia científica demuestra que modelos experimentales desprovistos de linfocitos tienen una peor adaptación al estrés comparado con contrapartes inmunocompetentes.
“Todos los órganos disponen de células capaces de reclutar al sistema inmune, que a su vez tiene receptores para reconocer estas moléculas de reclutamiento. El cerebro también las posee, permitiendo que los linfocitos T viajen al sistema nervioso central y se queden allí”, describe la bioquímica Valentina Ugalde.
En la interacción entre los sistemas inmune y nervioso central hay un tipo de linfocito que juega un rol preponderante: los Th2, ubicados en la zona de la meninge y que secretan proteínas llamadas interleuquinas. Estas proteínas, a su vez, son sensadas por las células gabaérgicas, un tipo de neurona ampliamente distribuida por todo el sistema nervioso central y que es fundamental en la comunicación con otras neuronas.
Lo que se genera, explica la investigadora, es la plasticidad neuronal, un proceso clave en la codificación de información neuronal. De esta forma, las poblaciones de células inmunitarias podrían relacionarse con el funcionamiento de estructuras neuronales del cerebro e influir en una gran variedad de procesos.
“En términos de salud, uno es consciente de que dormir bien y tener un buen sistema inmune nos hará más sanos. Pero al margen de la capacidad de defendernos contra patógenos, también se abre su capacidad de influir en procesos cognitivos, lo que podría ser relevante en el contexto del abordaje de enfermedades relacionadas con la pérdida de memoria, la concentración o neurodegeneraciones, sugiere Ugalde.
En modelos experimentales, uno de los hallazgos expuestos en la publicación de los científicos chilenos es que la deficiencia en las células inmunitarias también se relaciona con un comportamiento antisocial. Esto podría ser regulado por el interferón-gamma producido por las células T (un grupo de proteínas con actividad antiviral), que a su vez estimula a las neuronas gabaérgicas del cerebro, desencadenando circuitos inhibidores, preventivos de la “hiperexcitabilidad” en la corteza prefrontal, y finalmente promoviendo un el comportamiento social.
Equipo Prensa
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