El cerebro puede dirigir el sistema inmunológico en un grado inesperado, capaz de detectar, aumentar y controlar la inflamación, según muestra un nuevo estudio en ratones realizado por investigadores del Instituto Zuckerman de Columbia.
«El cerebro es el centro de nuestros pensamientos, emociones, recuerdos y sentimientos», dijo Hao Jin, PhD, coautor del estudio publicado hoy en línea en Naturaleza. «Gracias a los grandes avances en el seguimiento de circuitos y la tecnología unicelular, ahora sabemos que el cerebro hace mucho más que eso. Monitorea la función de cada sistema del cuerpo».
Investigaciones futuras podrían identificar medicamentos que puedan atacar este circuito cerebral recién descubierto para ayudar a tratar una amplia gama de trastornos y enfermedades en las que el sistema inmunológico se vuelve loco.
«Este nuevo descubrimiento podría proporcionar una vía terapéutica interesante para controlar la inflamación y la inmunidad», afirmó Charles S. Zuker, PhD, autor principal del estudio, investigador principal del Instituto Zuckerman de Columbia e investigador del Instituto Médico Howard Hughes.
Un trabajo reciente del laboratorio Zuker y otros grupos está revelando la importancia del eje cuerpo-cerebro, una vía vital que transmite datos entre los órganos y el cerebro. Por ejemplo, el Dr. Zuker y sus colegas descubrieron que el azúcar y la grasa que ingresan al intestino utilizan el eje cuerpo-cerebro para impulsar el antojo y el fuerte apetito por alimentos azucarados y grasos.
«Encontramos todas estas formas en las que el cuerpo informa al cerebro sobre el estado actual del cuerpo», dijo el coprimer autor Mengtong Li, PhD, investigador postdoctoral en el laboratorio de Zuker. «Queríamos comprender hasta dónde llegaba el conocimiento y el control de la biología del cuerpo por parte del cerebro».
Los científicos buscaron conexiones que el cerebro pudiera tener con la inflamación y la inmunidad innata, el sistema de defensa compartido por todos los animales y el componente más antiguo del sistema inmunológico. Mientras que el sistema inmunológico adaptativo recuerda encuentros previos con intrusos para ayudarlo a resistirlos si vuelven a invadir, el sistema inmunológico innato ataca cualquier cosa que tenga rasgos comunes a los gérmenes. La relativa simplicidad de la inmunidad innata le permite responder a nuevos insultos más rápidamente que la inmunidad adaptativa.
Estudios anteriores en humanos revelaron que la estimulación eléctrica del nervio vago (un conjunto de miles de fibras nerviosas que unen el cerebro y los órganos internos del cuerpo) podría reducir la respuesta vinculada a una molécula inflamatoria específica. Sin embargo, aún quedaba mucho por saber sobre la naturaleza de este sistema cuerpo-cerebro: por ejemplo, la generalidad de la modulación de la inmunidad y la respuesta inflamatoria del cerebro, las líneas selectivas de comunicación entre el cuerpo y el cerebro, la lógica del circuito neuronal subyacente y la identidad de los componentes vagales y cerebrales que monitorean y regulan la inflamación.
El laboratorio de Zuker recurrió a un compuesto bacteriano que desencadena respuestas inmunes innatas. Los científicos descubrieron que administrar esta molécula a ratones activaba el núcleo caudal del tracto solitario, o cNST, que se encuentra dentro del tronco del encéfalo. El cNST desempeña un papel importante en el eje cuerpo-cerebro y es el objetivo principal del nervio vago.
Los científicos demostraron que la supresión química de la cNST provocaba una respuesta inflamatoria descontrolada al ataque inmunitario: los niveles de moléculas proinflamatorias liberadas por el sistema inmunitario eran más de tres veces superiores a lo habitual, y los niveles de antiinflamatorios inmunes Los compuestos eran aproximadamente tres veces más bajos de lo normal. Por el contrario, la activación artificial de la cNST redujo los niveles de moléculas proinflamatorias en casi un 70 por ciento y aumentó los niveles de sustancias químicas antiinflamatorias casi diez veces.
«Al igual que un termostato, este circuito cerebral recién descubierto ayuda a aumentar o disminuir las respuestas inflamatorias para que el cuerpo siga respondiendo de manera saludable», dijo el Dr. Jin, quien inició este estudio como investigador postdoctoral en el laboratorio del Dr. Zuker. El Dr. Jin es ahora investigador titular en el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas. «En retrospectiva, tiene sentido tener un árbitro maestro que controle esta respuesta vital».
Investigaciones anteriores sobre estimulación del nervio vago en humanos sugieren que los hallazgos van más allá de los ratones. La nueva investigación también puede estar en línea con miles de años de pensamiento sobre la importancia potencial de la mente en el cuerpo.
«En realidad, muchos efectos psicosomáticos podrían estar relacionados con circuitos cerebrales que le dicen algo al cuerpo», señaló el Dr. Jin.
Los científicos identificaron grupos específicos de neuronas en el nervio vago y en el cNST que ayudan a detectar y controlar la actividad pro y antiinflamatoria. «Esto abre una nueva ventana a cómo el cerebro monitorea y modula la fisiología corporal», dijo el Dr. Zuker, profesor de bioquímica, biofísica molecular y neurociencia en el Colegio de Médicos y Cirujanos Vagelos de Columbia.
Descubrir formas de controlar este circuito cerebral recién descubierto puede conducir a nuevas terapias para enfermedades autoinmunes comunes como la artritis reumatoide, la diabetes tipo I, la esclerosis múltiple, las enfermedades neurodegenerativas, el lupus, la enfermedad inflamatoria intestinal y la enfermedad de Crohn, así como afecciones como la larga vida. El síndrome de COVID, el rechazo inmunológico de órganos trasplantados y los estallidos potencialmente mortales conocidos como tormentas de citocinas que pueden desencadenar las infecciones por COVID.
Las enfermedades autoinmunes pueden afectar aproximadamente a una de cada diez personas en 2023 Lanceta estudio sugerido. Sólo en Estados Unidos, las enfermedades autoinmunes pueden costarle a la economía 100 mil millones de dólares al año, una cifra que puede ser una gran subestimación, según la Autoimmune Association.
Aprovechar la actividad de este circuito puede marcar la diferencia en una amplia gama de afecciones que afectan el sistema inmunológico y ayudar a tratar estados inflamatorios desregulados en personas que padecen enfermedades y trastornos inmunológicos, dijeron los Dres. Dijeron Jin y Li.
