Células cerebrales recientemente identificadas.

Los investigadores informan sobre la presencia inesperada de un tipo de neurona en los cerebros de los ratones que parece desempeñar un papel central en la promoción del sueño desactivando las neuronas que promueven la vigilia. Las células cerebrales recientemente identificadas, ubicadas en una parte del hipotálamo llamada la zona incerta, dicen, podrían ofrecer nuevas dianas farmacológicas para tratar los trastornos del sueño, como el insomnio y la narcolepsia, causados ​​por la disfunción de las neuronas reguladoras del sueño.

Un resumen de la investigación , publicada el 31 de agosto en Nature , describe las neuronas que expresan un gen llamado Lhx6. Las células que expresan Lhx6 no se habían observado antes en esta área del cerebro y parecen conectar la zona incerta a las áreas del cerebro que controlan el sueño y la vigilia. “Debido a que el hipotálamo es un sistema antiguo que se conservaba relativamente bien en la evolución de los peces a los humanos, entender su genética y química en ratones debería avanzar nuestro conocimiento de lo que sucede en los cerebros de las personas”, dice Seth Blackshaw, Ph.D. , profesor de neurociencia en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, autor principal del estudio.

Lhx6 ”el gen del sueño”

Lhx6 es un gen que es esencial para la formación de neuronas que inhiben otras neuronas. “Sabemos que las células en otras regiones del cerebro usan Lhx6 y que el gen es vital para que estas áreas se desarrollen adecuadamente. Por ejemplo, interrumpir la expresión de Lhx6 puede provocar muchas enfermedades, incluida la epilepsia grave “, dice Blackshaw. La función conocida de este gen en otras células llevó a los investigadores a estudiar si las neuronas que expresaban Lhx6 desempeñaban un papel en la inhibición de las neuronas promotoras de la estela.

El sueño normal tiene dos partes: movimiento ocular rápido (REM) y movimiento ocular no rizado (no REM). El sueño REM es donde ocurre la mayoría de los sueños, mientras que el sueño no-REM se entiende que es más profundo y menos activo. Ambas partes son esenciales para un sueño saludable y reparador.

Para evaluar el papel de las neuronas que expresan Lhx6 en la regulación de estas partes del sueño, los investigadores utilizaron receptores artificiales llamados receptores de diseñador activados exclusivamente por fármacos de diseño para aumentar la actividad de estas neuronas en ratones y observar su comportamiento. Cuando se activaron las neuronas, los investigadores observaron un aumento en el sueño REM y no REM durante ocho horas después del tratamiento.

Una población de células conectadas a las células que expresan Lhx6 son neuronas que secretan hipocretina, una señal que promueve y mantiene la vigilia y que se ve alterada en la narcolepsia. Usando drogas que bloquean la acción de la hipocretina, los investigadores luego demostraron que el aumento en el sueño no REM visto después de la activación de las células que expresan Lhx6 dependía de la hipocretina, pero que el aumento en el sueño REM no lo era. “Esto demuestra que Lhx6 inhibe no solo las células productoras de hipocretina, sino también otros tipos de células promotoras de la vigilia”, dice el primer autor del estudio, Kai Liu, estudiante graduado en el Departamento de Neurociencia Solomon H. Snyder de la Universidad Johns Hopkins. Escuela de Medicina. Para probar aún más la influencia de las células que expresan Lhx6 en estas neuronas promotoras de la estela, los investigadores interrumpieron su formación e inhibieron su actividad. “La obtención de un resultado similar al inhibir la actividad de estas neuronas proporciona una evidencia más sólida de que las células que expresan Lhx6 son de hecho necesarias para el control del sueño”, dice Liu. Estos ratones pasaron mucho menos tiempo durmiendo, mostrando disminuciones en el sueño REM y no REM.

“El hecho de que estas neuronas que expresan Lhx6 promuevan tanto el sueño REM como el REM las distingue de otras células que regulan el sueño. Presentan un nuevo objetivo para tratar una amplia gama de trastornos del sueño “, dice Blackshaw.

Blackshaw dice que las células en esta parte del cerebro generalmente controlan comportamientos múltiples. “Sería interesante descubrir si estas células tienen funciones además de la regulación del sueño”.

Otros investigadores involucrados en este estudio incluyen a Juhyun Kim, Dong Won Kim, Yi Stephanie Zhang, Chang Liu, Wileen Kim, Samer Hattar, Eileen Kim y Solange P. Brown de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins; Hechen Bao, Szu-Aun Lim y Juan Song de la Facultad de Medicina de la Universidad de Carolina del Norte; Myrto Denaxa y Vassilis Pachinis del Francis Crick Institute e Ian R. Wickersham del Massachusetts Institute of Technology.

Esta investigación fue respaldada por un premio Johns Hopkins Discovery Fund, un premio WM Keck Distinguished Young Scholar in Medical Research y una beca de la Fundación Klingenstein-Simons en Neurociencias.

Los autores declaran no tener intereses financieros en competencia.

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