Un gen resetea el cerebro a las cuatro horas de dormir

No todas las personas necesitan dormir muchas horas para descansar. Algunas se «resetean» con apenas menos de seis horas. Hasta ahora se sabía que estos individuos eran portadores de uno o dos genes ya conocidos por promover el denominado «sueño corto natural», un sueño nocturno que dura solo de cuatro a seis horas pero que es reparador. Ahora, los mismos investigadores que identificaron estos dos genes han localizado un tercero que, además, ha demostrado que previene los déficits de memoria que normalmente acompañan a la falta de sueño. Los investigadores de la Universidad de California-San Francisco (EE.UU.) creen que este último descubrimiento podría algún día conducir a terapias dirigidas a mejorar y tratar los trastornos del sueño. Los hallazgos se publicaron en la «Science Translational Medicine».

«Hace diez años, cuando identificamos el primer gen del ‘sueño breve’, el campo de la genética del sueño estaba empezando. Nadie pensaba que los genes pudieran influir en los comportamientos del sueño», señala Ying-Hui Fu, coordinador del estudio.

Pero ya se han hecho importantes avances, añade. «Estamos empezando a tener más datos sobre la importancia de los genes en la calidad del sueño»,

Fu y su equipo identificaron el nuevo gen en una pareja de padre e hijo que promediaban apenas 5,5 y 4,3 horas de sueño cada noche, respectivamente, mucho menos que las ocho o más horas que la mayoría de las personas necesita para evitar sentirse cansando durante el día.

«Se sabe que la privación del sueño tiene importantes consecuencias para la salud», señala Louis Ptáček, coautor del nuevo estudio. «Las personas con falta de sueño crónica tienen más probabilidades de sufrir obesidad, diabetes, problemas cardiovasculares, depresión y déficit cognitivos». Pero al igual que otras personas que duermen pocas horas, la pareja padre-hijo no parece experimentar ninguno de los efectos cognitivos o físicos adversos que generalmente acompañan a la privación del sueño.

 

Los investigadores identificaron el nuevo gen en una pareja de padre e hijo que promediaban apenas 5,5 y 4,3 horas de sueño cada noche

Fu y Ptáček decidieron averiguar por qué. Secuenciaron los genes de ambos y se centraron en una mutación de una sola letra en un gen llamado NPSR1, que codifica una proteína de señalización que se encuentra en la superficie de las neuronas y que previamente se demostró que estaba involucrada en la regulación del sueño. Al igual que las mutaciones en los otros genes de sueño corto ya conocidos, esta mutación es extremadamente rara, y ocurre en menos de una de cada 4 millones de personas.

Para comprender la función del gen en el cerebro, realizaron una serie de experimentos en ratones diseñados genéticamente para ser portadores de una mutación idéntica en la versión de ratón de NPSR1. Los ratones con la mutación durmieron menos y estaban más activos físicamente que aquellos sin ella en parte, porque, a nivel bioquímico, la versión mutante de NPSR1 se comporta de manera diferente a la versión más común de la proteína.

NPSR1 es parte de una vía de señalización en el cerebro que promueve la vigilia. Cuando se activa, activa otras proteínas en la misma vía al adjuntarles una modificación química. Para probar si las versiones mutantes y no mutantes de NPSR1 pudieron activar los componentes de esta vía en el mismo grado, los investigadores inyectaron un compuesto que desencadena NPSR1 en ratones normales y genéticamente modificados. Luego analizaron las proteínas aguas abajo de NPSR1 para ver cuántas de ellas habían sido modificadas químicamente para promover la activación. Descubrieron que el NPSR1 mutante activaba muchas más proteínas aguas abajo que la versión no mutante.

A continuación, recurrieron a una prueba de memoria. Los ratones se colocaron en una cámara especialmente diseñada y se les permitió explorar su nuevo entorno durante unos minutos, después de lo cual se encendió una corriente eléctrica para golpear suavemente sus pies. Cuando los ratones normales se retiran de la cámara y vuelven a ella un día después, recuerdan el shock y se quedan paralizados o deambulan por la cámara más lentamente, pero solo si han dormido lo suficiente.

 

Este es el primer gen descubierto que ejerce un efecto protector contra una de las muchas consecuencias adversas de la privación del sueño


Sin embargo, los ratones privados de sueño experimentan déficits de memoria (al igual que los humanos privados de sueño) y tienen problemas para formar recuerdos duraderos de la experiencia de sacudidas. Cuando regresaron a la cámara un día después no exhibían ninguno de los comportamientos esperados basados en el miedo. Pero los portadores de la versión mutante de NPSR1 sí recordaron las descargas eléctricas, incluso después de haber sido privados de sueño.

«NPSR1 no solo promueve el sueño corto, sino que también previene los problemas de memoria que generalmente resultan de la falta de sueño -afirma Fu-. Este es el primer gen descubierto que ejerce un efecto protector contra una de las muchas consecuencias adversas de la privación del sueño». Y, debido a que la proteína NPSR1 es un receptor de la superficie celular, los investigadores creen que algún día podría ser posible desarrollar medicamentos que activen o interfieran con NPSR1.

«Este descubrimiento no solo nos proporciona una mejor comprensión de cómo los genes contribuyen a un fenotipo de sueño inusual, sino que también ofrece una diana atractiva para futuras terapias que pueden ayudar a tratar los trastornos del sueño o prevenir ciertos déficits cognitivos asociados con la falta de sueño», concluye Ptáček.

Fuente

Mutant neuropeptide S receptor reduces sleep duration with preserved memory consolidation
Lijuan Xing1,*, Guangsen Shi1,*, Yulia Mostovoy2, Nicholas W. Gentry1, Zenghua Fan1, Thomas B. McMahon1, Pui-Yan Kwok2,3,4, Christopher R. Jones5, Louis J. Ptáček1,4,6,7,† and Ying-Hui Fu1,4,6,7,†
See all authors and affiliations

Science Translational Medicine 16 Oct 2019:
Vol. 11, Issue 514, eaax2014
DOI: 10.1126/scitranslmed.aax2014
Article

enero 31, 2020

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