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  • Investigación y Ciencia
  • Enero 2019Nº 508
Apuntes

Cronobiología

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Medir el reloj biológico

Un análisis de sangre que cuantificara el tiempo interno permitiría ahondar en los trastornos del sueño y en diversas enfermedades.

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¿Es usted madrugador o trasnochador? Estos calificativos andan cada vez más en boca de los científicos, pues todo apunta a que tienen una base genética. Esa inclinación dependería del «cronotipo», o reloj biológico de cada cual, que en algunos casos mostraría un notable desfase con la hora marcada en el reloj de pared. Ahora, tres equipos de investigación parecen encaminados hacia un mismo modo de leer ese reloj interno mediante muestras de sangre. Un método rápido, preciso y barato como este permitiría aprovechar todas las ventajas de los tratamientos cuya eficacia depende del momento del día y facilitaría el estudio del vínculo entre los desajustes del reloj biológico y varias enfermedades crónicas.

El mecanismo que controla los biorritmos diarios es el reloj circadiano. Ayuda a regular la actividad de en torno al 40 por ciento de nuestros genes, orquestando los ritmos del apetito, la temperatura y la presión arterial. No hay prácticamente célula en el cuerpo que no posea su maquinaria circadiana; el reloj maestro que las sincroniza a todas (una diminuta región del cerebro llamada núcleo supraquiasmático) controla las concentraciones de hormonas determinantes del ciclo de sueño y vigilia. Los cronotipos son tan diversos que el reloj interno de dos personas puede diferir en ocho horas o más. «Pueden compartir el mismo lecho sin coincidir en él», en palabras del cronobiólogo Achim Kramer, de la Universidad de Medicina de la Charité en Berlín, que dirige uno de los grupos que está desarrollando la nueva técnica.

El método de referencia actual para medir el reloj interno, el ascenso de la melatonina con la atenuación de la luz, exige numerosas muestras de sangre o saliva, tomadas cada hora en condiciones de penumbra. En cambio, los tres trabajos novedosos detallan una técnica más sencilla que solo precisa una o dos muestras de sangre (según el método descrito por cada estudio), por lo que las mediciones del tiempo biológico pasarían a formar parte de la práctica médica cotidiana. El enfoque general implica evaluar la actividad fluctuante de los genes mediante la medición de las variaciones en las concentraciones sanguíneas del ARN. Los algoritmos informáticos «aprenden» así qué genes dan las mejores indicaciones del tiempo biológico. «Todos avanzamos en la misma dirección» en este campo de investigación, asegura el fisiólogo Derk-Jan Dijk de la Universidad de Surrey, que dirige otro de los grupos. «Estamos expectantes.»

La especialista en bioinformática Rosemary Braun, de la Universidad del Noroeste, ha dirigido el último de tales estudios, que salió a la luz el pasado septiembre en Proceedings of the National Academy of Sciences USA. Según ella, el método de su equipo sería el más generalizable, al poder aplicarse con cualquier técnica disponible que analice la actividad génica. No obstante, requiere dos muestras de sangre, mientras que el método de Kramer (publicado también en septiembre, pero disponible en Internet desde junio, en el Journal of Clinical Investigation) y el de Dijk (publicado en febrero de 2017 en eLife) funcionan con una sola muestra. Kramer y Dijk han validado sus enfoques cotejándolos con el método de referencia; no así el equipo de Braun, lo cual dificulta las comparaciones directas. «Pudiera ser que su medición fuera la mejor, pero no lo sabemos», aclara Dijk.

El método del equipo de Kramer concuerda con el de la melatonina, con un lapso de una media hora. Una explicación para esa exactitud, según Kramer, radica en que se extrae un solo tipo de células sanguíneas, los monocitos, que experimentan fuertes oscilaciones circadianas. Ello exige un análisis sanguíneo más complejo que el de los demás grupos, pero el estudio de Kramer es el más próximo a la aplicación clínica, opina Dijk.

El paso siguiente consistirá en averiguar hasta qué punto cada método resulta idóneo para las personas con el ritmo circadiano alterado debido a que sufren el síndrome de desfase horario (jet lag), el cambio de turno laboral o una dolencia, explica Dijk. Estos trastornos del sueño causan numerosos efectos nocivos para la salud, los cuales, según algunos indicios, podrían mitigarse con el reajuste del reloj interno mediante la exposición a la luz o con la administración de melatonina (la hormona del sueño). La nueva técnica permitirá a los médicos supervisar la eficacia de estos tratamientos. Las alteraciones del ritmo circadiano también han sido vinculadas con afecciones como la diabetes, cardiopatías, enfermedades neurodegenerativas o depresión. Braun afirma: «Sabemos que hay vínculos, pero ignoramos cómo actúan exactamente». Contar con mediciones sencillas del reloj interno facilitaría su estudio.

La eficacia de algunos tratamientos farmacológicos, como la quimioterapia o los antihipertensivos, varía con la hora del día en que se administran. Aprovechar esta circunstancia para sacar el máximo provecho de un medicamento se denomina cronofarmacología. Puesto que el reloj interno de las personas probablemente condiciona el resultado, poder medirlo con más facilidad ayudaría a los médicos a personalizar el tratamiento. «Esto significaría dosis más pequeñas, menos efectos secundarios y mayor eficacia. Las posibilidades son fascinantes», apunta Braun. Con todo, no está claro cuán eficaz resulta tal sincronización, pues ha resultado difícil separar a los pacientes por cronotipo en los estudios. Esta técnica podría fomentar ese tipo de estudios. Agrupar a los pacientes de ese modo también podría mejorar la eficacia de los nuevos tratamientos en los ensayos clínicos, según Kramer.

El equipo de Dijk dio a conocer otro gran avance en un estudio publicado en línea el pasado septiembre en Sleep. Con la misma estrategia, lograron señalar (con una precisión superior al 90 por ciento) a los participantes que no habían dormido la noche anterior. La prueba podría ayudar también a la policía a identificar a los conductores involucrados en accidentes de tráfico que no han dormido lo debido, o a los jefes a valorar si sus pilotos de aerolínea u otro personal que desempeñe labores críticas para la seguridad son aptos para trabajar. La prueba analiza 68 genes, que coinciden muy poco con los que se emplean para determinar el reloj interno, pero cuyas funciones biológicas brindan información sobre la repercusión de la pérdida de sueño en la salud.

Combinadas, las pruebas del reloj interno y de la privación del sueño son muy potentes, afirma Dijk. «Que uno rinda bien a las seis de la mañana depende de su reloj circadiano, pero también del tiempo que haya permanecido despierto.»

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