El estudio de los insectos permite comprender los ritmos biológicos en los seres humanos
A la hora de investigar el efecto biológico que tienen la variación diaria y estacional en los seres humanos, digamos que los insectos no son la primera opción lógica que a cualquiera le vendría a la mente. Sin embargo, esta fue exactamente la estrategia adoptada por equipo del proyecto INSECTIME. «Nuestro objetivo era estudiar los ritmos circadianos y estacionales en la mosca de la fruta, la mosca del olivo, el chinche del tilo y avispas parasitarias, todas especies de gran interés para comprender los aspectos temporales de la salud y el bienestar en las personas», explica Charalambos Kyriacou, coordinador del proyecto. El ritmo de los insectos El objetivo principal de INSECTIME era proporcionar una mejor comprensión del reloj biológico en los seres humando a través del estudio de los ritmos diarios y estacionales en los insectos. Los ritmos circadianos son mecanismos moleculares que regulan procesos biológicos que exhiben una oscilación endógena de aproximadamente veinticuatro horas. Estos ritmos han sido estudiados profusamente tanto en seres humanos como en diversas especies de plantas, animales, hongos y bacterias. «Estos ritmos permiten a los organismos predecir en vez de responder meramente a las fluctuaciones ambientales diarias debidas al movimiento de rotación de la Tierra sobre su propio eje», explica Kyriacou. Los avances tecnológicos han permitido a las sociedades modernas eludir las limitaciones temporales impuestas generalmente por el entorno natural, dando lugar así a patrones de comportamiento, horarios de comida y fotoperíodos anormales e irregulares. Recientemente, se ha demostrado que toda una serie de enfermedades están determinadas o exacerbadas por la alteración crónica del reloj circadiano, por ejemplo, en trabajadores con turnos rotativos, que representan aproximadamente el 20 % de la población activa. Los relojes estacionales, por otro lado, regulan aquellos procesos fisiológicos y comportamentales que se repiten cada doce meses. Estos cambios estacionales están provocados por la inclinación axial de la Tierra y su rotación alrededor del Sol. «Todos experimentamos cambios en nuestro apetito, estado de ánimo, peso, sueño y fertilidad a lo largo del año», afirma Kyriacou. «En algunos casos, especialmente en condiciones ambientales extremas, la mayor duración de estos ciclos puede convertirse en patológica y provocar la aparición de trastornos depresivos». Una mosca pequeña pero resultona La asombrosa similitud entre los engranajes moleculares del reloj circadiano de las moscas y los mamíferos significa que el estudio del mecanismo en los insectos y la forma en la que se adapta al medio ambiente puede favorecer una mejor comprensión del reloj biológico en los seres humanos. «De hecho, la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster, es el organismo modelo de referencia que ha permitido el análisis genético de los ritmos circadianos y gran parte de lo que sabemos hoy día en los mamíferos sobre estos ritmos se lo debemos a este pequeño insecto», comenta Kyriacou. Según explica Kyriacou, D. melanogaster presenta un ciclo vital de tan solo diez días, por lo que realizar análisis genéticos con esta especie es mucho más fácil que con el ratón, cuyo tiempo de generación es de más de tres meses. Es más, casi cien años de análisis genéticos en la mosca de la fruta han proporcionado una amplia gama de técnicas de genética molecular que permiten expresar cualquier gen en cualquier tejido en esta especie. Por ejemplo, una neurona puede apagarse o hiperactivarse o incluso suprimirse. De moscas y hombres Empleando la mosca de la fruta, los investigadores de INSECTIME descubrieron cómo los estímulos lumínicos y térmicos afectan al reloj circadiano y cómo las condiciones naturales de luz y temperatura activan la hibernación estacional. Es más, identificaron las neuronas responsables de desencadenar estas respuestas y determinaron su papel en la red neuronal de aproximadamente ciento cincuenta células nerviosas que generan el comportamiento rítmico. «En los mamíferos, el comportamiento rítmico está determinado por aproximadamente veinte mil neuronas, sin embargo los mecanismos mediante los que estos relojes celulares se comunican entre sí son casi idénticos a los de la mosca de la fruta, de manera que sería interesante comprobar cómo el trabajo de INSECTIME en D. melanogaster impulsa trabajos similares en mamíferos», concluye Kyriacou.
Palabras clave
INSECTIME, ritmos circadianos, ritmos estacionales, reloj biológico