La investigación fue liderada por científicos de la Universidad Pompeu Fabra y el Centro de Regulación Genómica de Barcelona, y se publicó en la revista Science Advances. Los resultados del estudio revelan un mecanismo biológico conservado en la evolución que podría ofrecer una mejor comprensión de trastornos humanos relacionados con problemas de sueño y sensibilidad excesiva, como el autismo y la esquizofrenia.
Tahnee Mackensen fue la principal autora del estudio, mientras que el biólogo Manuel Irimia dirigió la investigación, con la colaboración de especialistas de instituciones de Reino Unido, Portugal, Francia y Suiza.
Para comprender este hallazgo, es esencial definir qué son los microexones. Estos fragmentos son extremadamente pequeños y pueden ser incluidos o excluidos durante la producción de proteínas en las células. Este proceso, llamado empalme alternativo, permite que un solo gen origine diferentes versiones de una proteína, cada una con funciones ligeramente distintas.
Los investigadores analizaron peces cebra modificados para cambiar el funcionamiento de un regulador conocido como srrm3, que coordina la presencia de microexones neuronales. Tal modificación resultó en un estado constante de hiperactivación cerebral en los sujetos.
Mackensen indicó que las larvas modificadas “duermen con menos frecuencia, durante períodos más cortos y tardan más en conciliar el sueño”. Además, exhibieron patrones de movimiento anormales y demostraron una mayor sensibilidad a estímulos externos.
Los científicos confirmaron que el problema iba más allá de la conducta y que estaba ligado a una alteración en la actividad neuronal.
“Los peces anormales están permanentemente sobreexcitados”, aclaró Mackensen. Los análisis revelaron un aumento en la actividad cerebral y la señalización química en áreas clave del cerebro de los peces.
El estudio también identificó una vía molecular específica relacionada con este fenómeno. Los autores observaron que la alteración de los microexones afecta a una cadena de señales biológicas conocida como vía cAMP-PKA-CREB, que regula la actividad neuronal. Cuando este sistema se activa en exceso, las neuronas se tornan más excitables, lo que mantiene al organismo en un estado de alerta constante.
Uno de los hallazgos más significativos se presentó cuando los científicos intentaron revertir el proceso. Usando compuestos que disminuyen la actividad de esta vía, lograron normalizar gran parte de la hiperactividad observada en los peces. Por otro lado, al estimular artificialmente esta señal en ejemplares sanos, lograron reproducir varios de los síntomas observados en aquellos alterados.
Los autores concluyeron que sus hallazgos permiten identificar una función biológica de los microexones neuronales que hasta ahora no había sido comprendida.
“Conocemos que la alteración de estos microexones causa privación del sueño en peces y moscas”, apuntó Irimia. Este nuevo estudio proporciona evidencias sobre el mecanismo molecular asociado a este fenómeno y su influencia en la regulación de los estados de vigilia y descanso.
Los investigadores enfatizaron que el estudio se realizó en peces cebra, un modelo animal ampliamente utilizado en genética y neurociencias, por lo que los resultados no son directamente extrapolables a los seres humanos. No obstante, consideran que este descubrimiento es significativo, dado que la regulación de la activación cerebral es un mecanismo muy conservado entre diferentes especies.
Adicionalmente, investigaciones anteriores ya habían encontrado alteraciones en los microexones neuronales en individuos con autismo y esquizofrenia. Por lo tanto, entender cómo estos pequeños fragmentos genéticos afectan el sueño, la sensibilidad ante estímulos y la actividad cerebral podría contribuir a una mejor comprensión de los trastornos neuropsiquiátricos.
