Reloj biológico: logran ver por primera vez cómo varían las fábricas de energía de neuronas

• Redacción
• 22 diciembre, 2025
• I+D
• CONICET, Fundación Instituto Leloir, Portada, Reloj biológico
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Un estudio internacional, coliderado por la investigadora del Conicet Fernanda Ceriani, logró registrar los cambios estructurales y de funcionamiento que ocurren en el interior de ciertas neuronas que regulan el reloj biológico. Y que por lo tanto “ponen en hora” la fisiología del organismo a lo largo del día. El hallazgo que se publicó en la revista Current Biology se realizó en la mosca Drosophila melanogaster. Uno de los modelos experimentales más usados en investigación por compartir mecanismos biológicos con los seres humanos.

El reloj biológico es un grupo heterogéneo de neuronas que regula el sueño y la vigilia, el sistema inmune, la digestión. También la temperatura corporal, la presión arterial, el funcionamiento de los riñones. Además de la frecuencia cardíaca, los ritmos de ovulación cada 28 días y muchas otras funciones. La literatura científica acumula evidencia sobre la relación entre su disfunción y la susceptibilidad al desarrollo de ciertos tipos de cáncer. Así como de enfermedades cardíacas, diabetes tipo 2, infecciones y obesidad. Entender cómo funciona este reloj biológico a nivel molecular puede iluminar aspectos relevantes para la medicina humana.

Mediante el empleo de microscopía electrónica volumétrica, el equipo de investigación logró ver, por primera vez, cómo se modifican, a medida que avanza el día la forma, la cantidad y el volumen de las mitocondrias. Son las estructuras que producen la energía que necesitan las células para cumplir sus funciones.

“A la mañana, las mitocondrias son pequeñas, redondas y vigorosas, pero hacia la noche se vuelven alargadas y se fusionan. Esto sugiere que se tienen que reciclar, rejuvenecer en su funcionalidad. Tal vez sea por esto, justamente, que es importante el dormir. Durante la noche es cuando se reconstituyen las mitocondrias que necesitaremos al despertar”. Así lo explicó a la Agencia CyTA-Leloir, Ceriani, investigadora del Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. También es jefa del Laboratorio de Genética del Comportamiento de la Fundación Instituto Leloir (FIL). “Esto nos habla de cómo va cambiando el estado fisiológico de las células y es algo que nadie había visto hasta ahora. Somos los primeros en observarlo a este nivel, adentro de neuronas reloj”.

El reloj biológico es un mecanismo interno que impone ciclos de 24 horas o “ritmos circadianos”. Para que funciones básicas de los seres vivos, como la liberación de hormonas, el metabolismo o los patrones de sueño, ocurran en el momento óptimo. Existe un reloj o “marcapasos” central, que reside en el hipotálamo del cerebro. Y se pone en hora a diario en respuesta a claves del ambiente, principalmente los ciclos de luz y oscuridad. Y varios relojes periféricos, que se ubican en diferentes tejidos del organismo. Un mal funcionamiento de todo este engranaje puede generar desde una disminución de las defensas e insomnio hasta depresión, diabetes y menor rendimiento cognitivo.

En 2008, Ceriani y su grupo descubrieron que las neuronas que son parte del sistema circadiano de la mosca adulta cambiaban de forma a lo largo del día. Algo que revolucionó esa área de investigación. Desde entonces, su foco fue comprender mejor los procesos involucrados. En ese camino comprobaron que esa transformación diaria ocurre también en ratones. Lo que hace suponer que se repite en otros mamíferos, incluido el ser humano. Esto lo hizo junto al equipo liderado por el cronobiólogo argentino Horacio de la Iglesia, de la Universidad de Washington.

El nuevo artículo es el resultado de una alianza con los grupos de De la Iglesia y de Mark Ellisman. Un físico experto en imágenes e inventor de técnicas de microscopía del departamento de Neurociencias de la Universidad de California. Ese consorcio permitió acceder a tecnología que no está disponible en Argentina.

“La microscopía de florescencia, que era la que veníamos usando, tiene un límite de resolución. En este caso pudimos disponer de un microscopio electrónico de barrido. Es especial porque Ellisman le agregó la posibilidad de hacer cortes del tejido e ir sacando fotos. Eso nos permitió mirar la ultraestructura, es decir, detalles del interior de la célula”. Así lo señaló Micaela Rodríguez-Caron, becaria doctoral del Conicet en el IIBBA y primera autora del estudio.

En esa línea, Juan Ignacio Ispizua, también primer autor del artículo, indicó que “fue un viaje emocionante al reino de lo diminuto. Pudimos ver que, según el momento del día, no sólo se transforman la estructura y la función de las mitocondrias. Sino que también se modifican la cantidad de conexiones o sinapsis entre las distintas neuronas, y la cantidad y probabilidad de que vesículas cargadas con neuropéptidos se fusionen a la membrana para ser liberados. Eso nos permitió vincular esa plasticidad estructural con los cambios en la capacidad de las neuronas de influir, diferencialmente, a la red que integran a lo largo del día”.