Lecciones sobre cómo dormir: lo que podemos aprender de los gusanos

La regulación del sueño en los gusanos no es tan diferente de la regulación del sueño en los mamíferos, incluidos los humanos, como podría pensarse. Por lo tanto, saber cómo los gusanos cambian entre estar dormidos y despiertos puede brindarnos mucha información útil sobre los patrones de sueño en los humanos y qué células los regulan.

En un artículo publicado en iCiencia en mayo de 2022, investigadores de la Universidad de Tsukuba utilizaron el organismo modelo Caenorhabditis elegans, un gusano transparente, para revelar cómo se codifica la «somnolencia» en el sistema nervioso. C. elegans es uno de los organismos más simples con un sistema nervioso.

«Nuestro sueño está regulado homeostáticamente. En otras palabras, cuanto más permanecemos despiertos, más dormimos posteriormente. Cómo la cantidad anterior de vigilia afecta la cantidad posterior de sueño sigue siendo un gran misterio. C. elegans también exhibe ciclos alternos de vigilia y el sueño que están regulados homeostáticamente», explica el profesor Yu Hayashi, autor principal del estudio. «Por lo tanto, esperábamos que los estudios que utilizan C. elegans pudieran darnos pistas sobre los mecanismos moleculares y celulares que subyacen a la regulación homeostática del sueño».

Los investigadores sospecharon que una sola interneurona llamada ALA es un actor clave en el proceso. Las corrientes de iones de calcio intracelulares son esenciales en las neuronas; actúan como pequeños mensajeros que le dicen a la célula qué hacer según las circunstancias externas. El equipo de investigación utilizó una técnica de imagen especial que permitió la visualización de iones de calcio en la neurona ALA mientras los gusanos estaban dormidos y despiertos.

“Este estudio reveló que la interneurona ALA es crucial para la regulación homeostática del sueño”, explica el profesor Hayashi, confirmando su hipótesis inicial. «Observamos que el calcio intracelular aumentaba gradualmente en la neurona ALA durante la vigilia y decaía rápidamente en las transiciones a los episodios de sueño. Además, también encontramos que la activación artificial de ALA puede causar una transición inmediata al sueño. Por lo tanto, ALA parece actuar como un temporizador que mide la cantidad de tiempo que pasa despierto, y cuando alcanza un cierto nivel obligará al animal a quedarse dormido. También encontramos que esta función de ALA requiere una proteína llamada CEH-17, que está altamente conservada en los mamíferos».

Estos hallazgos arrojan luz sobre los mecanismos a cargo del cambio entre el sueño y la vigilia en los gusanos. Los próximos pasos podrían incluir el estudio de mecanismos similares en mamíferos, como ratones y también humanos. Además, el conocimiento de que CEH-17 juega un papel tan vital en el sueño es muy relevante para la desregulación del sueño y puede contribuir al diseño de nuevos tratamientos para el insomnio y otros trastornos del sueño.