Peces que no pueden dormir: el hallazgo genético que podría explicar el insomnio y el autismo

Las larvas parecían no encontrar descanso. Dormían menos, tardaban más en conciliar el sueño y reaccionaban de manera exagerada a cualquier estímulo de su entorno. Al estudiar de cerca ese comportamiento, un equipo internacional de investigadores descubrió que detrás de esa hiperactividad se escondía una alteración en diminutos fragmentos genéticos llamados microexones, una pieza poco conocida del ADN que ayuda a regular la actividad cerebral y que también está presente en los seres humanos.

El trabajo fue liderado por científicos de la Universidad Pompeu Fabra y el Centro de Regulación Genómica de Barcelona y publicado en la revista científica Science Advances. Sus resultados describen un mecanismo biológico conservado a lo largo de la evolución que podría ayudar a comprender mejor trastornos humanos asociados con problemas del sueño y sensibilidad excesiva a los estímulos, entre ellos el autismo y la esquizofrenia. La principal autora del estudio fue Tahnee Mackensen y la investigación estuvo dirigida por el biólogo Manuel Irimia.

Para entender el hallazgo, hay que empezar por los microexones. Se trata de fragmentos extremadamente pequeños que pueden ser incluidos o excluidos cuando una célula produce proteínas. Ese proceso, conocido como empalme alternativo, permite que un mismo gen genere distintas versiones de una proteína con funciones ligeramente diferentes. En el cerebro, esa variabilidad es esencial para ajustar cómo se comunican las neuronas entre sí.

Qué descubrieron los científicos y por qué importa para los humanos

Los investigadores estudiaron peces cebra modificados para alterar el funcionamiento de un regulador llamado srrm3, encargado de coordinar la presencia de microexones neuronales. El resultado fue llamativo: los animales desarrollaron un estado persistente de hiperactivación cerebral. Según describió Mackensen, las larvas modificadas "duermen con menos frecuencia, durante períodos más cortos y tardan más en conciliar el sueño". Además, mostraron patrones de movimiento anormales y una mayor sensibilidad frente a estímulos externos. "Los peces anormales están permanentemente sobreexcitados", explicó la investigadora.

Los análisis mostraron mayor actividad cerebral y niveles elevados de señalización química en regiones clave del sistema nervioso de los animales. El estudio identificó además la vía molecular específica detrás de ese fenómeno: la alteración de los microexones modifica una cadena de señales biológicas conocida como vía cAMP-PKA-CREB, que participa en la regulación de la actividad neuronal. Cuando este sistema se sobreactiva, las neuronas se vuelven más excitables y el organismo queda en un estado de alerta permanente, sin poder bajar la guardia para descansar.

Uno de los hallazgos más prometedores llegó cuando los investigadores intentaron revertir el proceso. Mediante el uso de compuestos que reducen la actividad de esa vía química, lograron normalizar buena parte de la hiperactividad observada en los peces. A la inversa, cuando estimularon artificialmente esa señal en animales sanos, reprodujeron varios de los síntomas detectados en los ejemplares con el gen alterado. El mecanismo funciona en ambas direcciones, lo que lo convierte en un blanco potencial para futuras intervenciones terapéuticas.

"Sabemos que la alteración de estos microexones provoca privación del sueño en peces y moscas", señaló Irimia. El nuevo trabajo aporta evidencias sobre el mecanismo molecular responsable de ese fenómeno y sobre la forma en que influye en la regulación de los estados de vigilia y descanso. Los investigadores destacaron que el estudio fue realizado en peces cebra, uno de los modelos animales más utilizados en genética y neurociencias por la transparencia de su cuerpo durante las primeras etapas de desarrollo, que permite observar la actividad cerebral en tiempo real.

Los resultados no pueden extrapolarse directamente a los seres humanos. Sin embargo, los investigadores consideran que el hallazgo merece atención porque investigaciones previas ya habían detectado alteraciones en los microexones neuronales en personas con autismo y esquizofrenia.

Comprender cómo estos pequeños fragmentos genéticos influyen en el sueño, la sensibilidad a los estímulos y la actividad cerebral podría abrir nuevas líneas de investigación para trastornos neuropsiquiátricos que hoy tienen tratamientos limitados. La próxima etapa del trabajo apuntará a verificar si los mismos mecanismos operan en mamíferos.