Archivos Anuales 2024

Dos artículos científicos complementarios, publicados simultáneamente en las revistas Science y Cell Stem Cell por un equipo de investigadores del UPF y el IRB Barcelona, revelan que los relojes circadianos centrales y periféricos se coordinan para regular la actividad diaria de la piel y los músculos.

Descubiertos en los años setenta, los relojes circadianos son fundamentales para la regulación del tiempo biológico en la mayoría de las células del cuerpo humano. Estos mecanismos internos ajustan los procesos biológicos a un ciclo de 24 horas, permitiendo la sincronización de las funciones celulares con las variaciones diarias del entorno.

Los ritmos circadianos, que están coordinados por un reloj central en el cerebro que se comunica con los relojes de los distintos tejidos periféricos, influyen en muchísimas funciones, desde nuestros patrones de sueño hasta nuestra capacidad para metabolizar los alimentos.

Un equipo liderado por el Dr. Salvador Aznar Benitah, investigador ICREA del IRB Barcelona y la Dra. Pura Muñoz-Cánoves, investigadora ICREA en el Departamento de Medicina y Ciencias de la Vida de la Universidad Pompeu Fabra (UPF), ha descubierto cómo la sincronización entre el reloj circadiano cerebral y los relojes periféricos en el músculo y la piel es esencial para el funcionamiento adecuado de estos tejidos, así como para prevenir procesos degenerativos propios del envejecimiento.

Los resultados del estudio han sido publicados en dos artículos en revistas de alto impacto: la investigación sobre la sincronización entre el reloj central y el reloj periférico del músculo se ha publicado en Science, mientras que el estudio de la coordinación entre el reloj central y el reloj periférico de la piel se ha publicado en Cell Stem Cell. Ambos trabajos revelan mecanismos comunes que subrayan la importancia de esta coordinación para mantener la funcionalidad óptima de los músculos y la piel.

El estudio también detalla el notable grado de autonomía de los relojes periféricos, que son capaces de mantener ciclos de 24 horas y de gestionar aproximadamente un 15 % de las funciones circadianas, en ausencia del reloj central.

«Es fascinante ver cómo la sincronización entre los relojes circadianos cerebrales y periféricos desempeña un papel fundamental en la salud de la piel y el músculo, a la vez que los relojes periféricos por sí solos son autónomos para llevar a cabo las funciones más básicas del tejido.», explica el Dr. Aznar Benitah, que co-lideró estos estudios como jefe del laboratorio de Células Madre y Cáncer del IRB Barcelona.

«Nuestro estudio revela que se necesita una interacción mínima de tan solo dos relojes tisulares (uno central y otro periférico) para mantener el funcionamiento óptimo de tejidos como el músculo y la piel, y evitar su deterioro y envejecimiento. Ahora, el siguiente paso es identificar los factores de señalización implicados en esta interacción, pensando en aplicaciones terapéuticas», indica la Dra. Muñoz-Cánoves, investigadora en la UPF, y actualmente investigadora en Altos Labs (San Diego, EEUU).

La coordinación con el reloj periférico muscular mantiene la función muscular y previene el envejecimiento prematuro

El estudio publicado en Science se centró en la comunicación entre el cerebro y el músculo, y confirma que la coordinación entre los relojes cerebrales y periféricos es crucial para mantener la función muscular diaria y prevenir el envejecimiento prematuro del músculo. La restauración del ritmo circadiano reduce la pérdida de masa muscular y de fuerza, mejorando las funciones motoras deterioradas en modelos de estudio en ratones.

Los resultados del estudio han mostrado también que la alimentación restringida en el tiempo (“time-restricted feeding” o TRF), que implica comer solo durante la fase activa del día, puede reemplazar parcialmente el reloj central y mejorar la autonomía del reloj muscular. Lo que aún es más relevante, esta restauración del ritmo circadiano a través de TRF es capaz de mitigar la pérdida muscular, el deterioro de las funciones metabólicas y motoras y la disminución de la fuerza muscular en ratones viejos.

Estos hallazgos tienen implicaciones importantes para el desarrollo de terapias contra el envejecimiento muscular y la mejora del rendimiento físico en la edad avanzada. El Dr. Arun Kumar y la Dra. Mireia Vaca Dempere, ambos de la UPF, son los primeros autores de este estudio.

El reloj periférico de la piel integra y modula las señales cerebrales

En el estudio publicado en Cell Stem Cell, el equipo ha demostrado que el reloj circadiano de la piel es clave en la coordinación de la fisiología diaria del tejido. Mediante la integración de las señales del cerebro y, en ocasiones, modificándolas, garantiza el correcto funcionamiento de la piel.

Un hallazgo sorprendente fue que, en ausencia del reloj periférico, el reloj central del cuerpo mantiene el ritmo circadiano en la piel, pero opera de manera contraria a lo habitual (es decir, en un horario opuesto). Por ejemplo, se observó que la replicación del ADN, si solo estuviese controlada por el reloj central ocurriría durante el día, a la hora a la que la piel estaría expuesta a la luz ultravioleta, lo cual incrementaría el riesgo de acumular más mutaciones.

Este fenómeno destaca la importancia del reloj periférico, que no solo recibe señales del reloj central —que coordina los ritmos de todo el organismo— sino que además adapta estas señales a las necesidades específicas del tejido en el que reside (en el caso de las células madre de la piel, la división del ADN una vez que han pasado las horas del día en la que la exposición a la luz ultravioleta es máxima).

Leer los artículos originales en:

• Thomas Mortimer, Valentina M. Zinna, Muge Atalay, Carmelo Laudanna, Oleg Deryagin, Guillem Posas, et al. The epidermal circadian clock integrates and subverts brain signals to guarantee skin homeostasis. Cell Stem Cell. Published: May 02, 2024.
• Arun Kumar et al. Brain-muscle communication prevents muscle aging by maintaining daily physiology. Science 384,563-572(2024).

Los científicos plantean la hipótesis de que el estrés inflamatorio, aún no reconocido, se está propagando entre las personas a un ritmo sin precedentes y está afectando nuestra capacidad cognitiva para abordar el cambio climático, la guerra y otros problemas críticos.

La inflamación es un proceso biológico que ha evolucionado para permitir que los organismos sientan y respondan al estrés tanto beneficioso como excesivo causado por estímulos internos o externos. Es un proceso altamente conservado regulado por complejos mecanismos inmunológicos, neurales y hormonales.

Las perturbaciones en estos mecanismos subyacen a una variedad de enfermedades inflamatorias agudas y crónicas (p. ej., enfermedades infecciosas, enfermedades críticas, enfermedades cardiovasculares, cáncer y enfermedades autoinmunes) que en conjunto representan una importante carga para la salud mundial.

Hoy en día, la mayoría de la gente vive en lo que podría decirse que es una era relativamente pacífica en comparación con gran parte del siglo XX y antes. Sin embargo, existe la sensación de que mucho anda mal a nivel individual, comunitario, nacional y global.

Informes recientes sugieren que la población mundial está sometida a más estrés que nunca. Este proceso está empeorando, dada la exposición común a las preocupaciones sobre el cambio climático y la salud planetaria, la agitación social, la incertidumbre económica, la inseguridad alimentaria, la guerra y, para muchas personas, la impresión de oleadas aparentemente interminables de enfermedades que afectan al planeta.

La delimitación cada vez mayor de factores estresantes ha llevado al término «exposoma», utilizado para definir la suma de exposiciones ambientales nocivas. Estos problemas se ven amplificados por las disparidades y marcadas variaciones en los determinantes sociales de la salud.

A estos factores estresantes acumulativos se les ha denominado “policrisis”, con intentos iniciales de comenzar a definir este término y sus manifestaciones sociales.

Puntos clave

• Comprender los vínculos entre el estrés, la inflamación, el estado mental y el comportamiento es de vital importancia para la salud humana y planetaria.
• Según esta hipótesis, la inflamación actúa como un factor multiescala que conecta los factores estresantes que afectan a los individuos con una disfunción social a gran escala y, en última instancia, con impactos a escala planetaria en el medio ambiente, que a su vez impulsan el estrés inflamatorio a través de un circuito de retroalimentación positiva.
• Se propone esta hipótesis del “mapa de inflamación central” para explicar cómo el cerebro regula la inflamación y cómo la inflamación afecta la percepción, las emociones, la cognición, la conciencia y el comportamiento.
• Los procesos inflamatorios y neuronales interdependientes, y la “transmisión interindividual” de factores estresantes ambientales e infecciosos, amplificados a través de comunicaciones globales digitales de alto rendimiento, culminan en un proceso de retroalimentación descontrolado y multiescala que podría afectar perjudicialmente la toma de decisiones y el comportamiento humanos en escala, lo que en última instancia perjudica nuestra capacidad para abordar estos mismos factores estresantes tanto a nivel individual como poblacional.
• Se propone un modelo matemático que puede utilizarse para dilucidar y probar los vínculos entre el estrés, la inflamación, el control/cognición neuronal y la curación, con las implicaciones resultantes en la transmisión del estrés, la posible intervención (p. ej., mediante modificación del estilo de vida o medicación) y la resiliencia.
• Se necesita un esfuerzo de investigación internacional, interdisciplinario y coordinado para definir intervenciones que mejoren las vidas de las personas y la resiliencia de las comunidades al estrés, que impliquen intervenciones de mitigación del estrés de múltiples niveles y escalas que abarquen medidas de estilo de vida, terapias de precisión y diseño de ecosistemas humanos.

En su artículo principal publicado en Frontiers in Science, Vodovotz et al. presentan dos hipótesis innovadoras. La primera explica cómo el estrés inflamatorio en el cuerpo puede afectar nuestro pensamiento y comportamiento. La segunda explica cómo este efecto en los individuos podría extenderse a poblaciones enteras e impulsar la disfunción social y la degradación ambiental.

Vea el análisis y participe en el debate en: El estrés crónico y la inflamación. Intramed. Artículos – 26 marzo 2024 (debe registrarse en el sitio web).

El artículo del profesor vasco Javier Ballesteros es un ejemplo elocuente de la transdisciplinariedad y de como cualquier ciencia, empleada de la forma adecuada, nos permite una lectura novedosa de un hecho histórico, desde la que se amplía y respalda el fenómeno analizado.

En este artículo en concreto, su autor se refiere a la obra monumental de nuestro sabio compatriota, Carlos J. Filay Barrés.

De Finlay y su obra se ha escrito mucho y bien, sobre todo después del intento de Walter Reed y la academia norteamericana de respaldar las intenciones de la Cuarta Comisión Médica del Ejército Norteamericano para el Estudio de la Fiebre Amarilla, que laboró en La Habana en el año 1900, la cual, como último recurso de sumisión hasta ese momento infructuosa, decidió comprobar las teorías finlayanas, de las cuales eran escépticos.

Pero la vida, la ciencia y el rigor de trabajo del Maestro. Le dieron la razón, hecho inadmisible para algunos miembros de la Comisión y el servicio médico militar del país vecino. Pero esa es otra parte de la historia que ya está bien contada.

Para reafirmarla, el profesor Ballesteros se vale de la Bioestadística, ciencia muy relacionada con la investigación experimental y la validación de los resultados. Así como la evaluación de la asociación causal.

Los invitamos a leerlo en:

Ballesteros-Rodríguez F. Reanálisis del estudio de Carlos J. Finlay acerca del mosquito como vector de la fiebre amarilla. Revista Cubana de Higiene y Epidemiología [Internet]. 2023; 60.

El sitio de la especialidad Medicina interna de la red Infomed recomienda este artículo publicado en la Revista Cubana de Medicina Tropical.

El virus del papiloma humano, considerado una infección de trasmisión sexual, tiene alto riesgo oncogénico (VPH-AR). Se ha demostrado una elevada probabilidad de desarrollar neoplasia intraepitelial anal (NIA) y cáncer anal en mujeres con lesiones cervicales de alto grado (LIEAG) positivas al virus del papiloma.

El objetivo de esta investigación fue determinar la frecuencia de infección por VPH-AR y de NIA en mujeres cubanas con LIEAG así como evaluar los indicadores de desempeño clínico de las pruebas diagnósticas para estas lesiones (citología anal y la anoscopia de alta resolución contra la histología como diagnóstico de referencia).

Para ello se realizó detección y genotipado de VPH-AR en102  muestras cervicales y anales de mujeres con diagnóstico de LIEAG, entre enero 2021 y diciembre 2022.

La infección concomitante en el cérvix y ano se detectó en el 63,7 % de los casos (65/102), de ellas, el 66,2 % (43/65) estuvo infectado con el mismo genotipo en ambas localizaciones y predominó el VPH 16. El 82,3 % (84/102) tuvo una citología anal anormal. El 57,8 % de las pacientes estudiadas (59/102) tuvo un diagnóstico histológico de NIA con predominio de alto grado.

La citología anal resultó ser sensible (95,56 %) y el 72,8 % (43/59) de las pacientes se diagnosticaron correctamente, a pesar de su baja especificidad (28,07 %). La infección viral estuvo presente en el 96 % (57/59) de los casos con biopsias anales positivas.

Los autores concluyeron que existe una probabilidad elevada de cáncer anal en mujeres con LIEAG. Esto demuestran la necesidad de establecer algoritmos de pesquisa activa para detección precoz de las NIA y las pruebas moleculares para VPH-AR.

Vea el texto completo en:

Soto-Brito Y, Constantén-Cárdenas A, Santana-Martínez Á, Bandera-Ramírez M, Ramírez-Cardentey C, Abreu-Ferrer Y, Leonard-Torres Y, Kouri-Cardellá V, Naranjo-González C, Fonseca-Castro D. Pesquisa de neoplasia anal y virus del papiloma humano en mujeres con lesiones cervicouterinas de alto grado. Revista Cubana de Medicina Tropical [Internet]. 2024; 76