Un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Escuela de Medicina de Harvard revela cómo el cerebro se da cuenta de que hay una infección en el cuerpo.
Al estudiar ratones, el equipo descubrió que un pequeño grupo de neuronas en las vías respiratorias desempeña un papel fundamental para alertar al cerebro sobre una infección de gripe. También encontraron signos de una segunda vía desde los pulmones hasta el cerebro que se activa más tarde en la infección.
El estudio fue publicado el 8 de marzo en Naturaleza.
Aunque la mayoría de las personas se enferman varias veces al año, el conocimiento científico de cómo el cerebro evoca la sensación de enfermedad ha quedado rezagado con respecto a la investigación sobre otros estados corporales como el hambre y la sed. El documento representa un primer paso clave para comprender la conexión cerebro-cuerpo durante una infección.
«Este estudio nos ayuda a comenzar a comprender un mecanismo básico de detección de patógenos y cómo se relaciona con el sistema nervioso, que hasta ahora ha sido en gran parte misterioso», dijo el autor principal Stephen Liberles, profesor de biología celular en el Instituto Blavatnik en HMS y un investigador del Instituto Médico Howard Hughes.
Los hallazgos también arrojan luz sobre cómo los medicamentos antiinflamatorios no esteroideos, como el ibuprofeno y la aspirina, alivian los síntomas de la influenza.
Si los resultados se pueden traducir a humanos, el trabajo podría tener implicaciones importantes para desarrollar terapias contra la gripe más efectivas.
Un estado de ánimo infeccioso
El laboratorio de Liberles está interesado en cómo el cerebro y el cuerpo se comunican para controlar la fisiología. Por ejemplo, anteriormente exploró cómo el cerebro procesa la información sensorial de los órganos internos y cómo las señales sensoriales pueden evocar o suprimir la sensación de náuseas.
En el nuevo artículo, los investigadores centraron su atención en otro tipo importante de enfermedad que controla el cerebro: la enfermedad causada por una infección respiratoria.
Durante una infección, explicó Liberles, el cerebro organiza los síntomas a medida que el cuerpo genera una respuesta inmunitaria. Estos pueden incluir síntomas amplios como fiebre, disminución del apetito y letargo, así como síntomas específicos como congestión o tos para una enfermedad respiratoria o vómitos o diarrea para un virus gastrointestinal.
El equipo decidió centrarse en la influenza, un virus respiratorio que es la fuente de millones de enfermedades y visitas médicas y causa miles de muertes en los Estados Unidos cada año.
A través de una serie de experimentos en ratones, el primer autor Na-Ryum Bin, investigador del HMS en el laboratorio de Liberles, identificó una pequeña población de neuronas incrustadas en el nervio glosofaríngeo, que va desde la garganta hasta el cerebro.
Es importante destacar que descubrió que estas neuronas son necesarias para indicarle al cerebro que hay una infección de gripe y que tienen receptores para lípidos llamados prostaglandinas. Estos lípidos son producidos tanto por ratones como por humanos durante una infección, y son el objetivo de medicamentos como el ibuprofeno y la aspirina.
Cortar el nervio glosofaríngeo, eliminar las neuronas, bloquear los receptores de prostaglandinas en esas neuronas o tratar a los ratones con ibuprofeno redujo de manera similar los síntomas de la influenza y aumentó la supervivencia.
Juntos, los hallazgos sugieren que estas neuronas de las vías respiratorias detectan las prostaglandinas producidas durante una infección gripal y se convierten en un conducto de comunicación desde la parte superior de la garganta hasta el cerebro.
«Creemos que estas neuronas transmiten la información de que hay un patógeno allí e inician circuitos neuronales que controlan la respuesta a la enfermedad», dijo Liberles.
Los resultados proporcionan una explicación de cómo funcionan los medicamentos como el ibuprofeno y la aspirina para reducir los síntomas de la gripe, y sugieren que estos medicamentos podrían incluso aumentar la supervivencia.
Los investigadores descubrieron evidencia de otra posible vía de enfermedad, esta que viaja desde los pulmones hasta el cerebro. Descubrieron que parece activarse en la segunda fase de la infección a medida que el virus se infiltra más profundamente en el sistema respiratorio.
Esta vía adicional no involucra prostaglandinas, el equipo se sorprendió al encontrar. Los ratones en la segunda fase de la infección no respondieron al ibuprofeno.
Los hallazgos sugieren una oportunidad para mejorar el tratamiento de la gripe si los científicos pueden desarrollar medicamentos que se dirijan a la vía adicional, dijeron los autores.
Una base para futuras investigaciones.
El estudio plantea una serie de preguntas que Liberles y sus colegas están ansiosos por investigar.
Una es qué tan bien se traducirán los hallazgos a los humanos. Aunque los ratones y los humanos comparten una gran cantidad de biología sensorial básica, incluido el nervio glosofaríngeo, Liberles enfatizó que los investigadores deben realizar más experimentos genéticos y de otro tipo para confirmar que los humanos tienen las mismas poblaciones de neuronas y vías observadas en el estudio con ratones.
Si los hallazgos se pueden replicar en humanos, aumenta la posibilidad de desarrollar tratamientos que aborden las vías de la infección por influenza tanto con prostaglandinas como sin prostaglandinas.
«Si puede encontrar una manera de inhibir ambas vías y usarlas en sinergia, eso sería increíblemente emocionante y potencialmente transformador», dijo Liberles.
Bin ya está profundizando en los detalles de la vía no prostaglandina, incluidas las neuronas involucradas, con el objetivo de averiguar cómo bloquearla. También quiere identificar las células de las vías respiratorias que producen prostaglandinas en la vía inicial y estudiarlas con mayor profundidad.
Liberles se complace en explorar toda la diversidad de vías de enfermedad en el cuerpo para saber si se especializan en diferentes tipos y sitios de infección. Una comprensión más profunda de estas vías, dijo, puede ayudar a los científicos a aprender cómo manipularlas para tratar mejor una variedad de enfermedades.
