Por lo general, se asume que nuestro sistema inmune funciona exactamente de la misma manera, independientemente de si una infección ocurre durante el día o la noche. Pero investigaciones a lo largo de más de medio siglo muestran que nuestros cuerpos responden de manera diferente durante el día y la noche.

La razón de esto es nuestro reloj biológico y el hecho de que cada célula del cuerpo, incluidas nuestras células inmunes, puede detectar la hora del día.

Nuestro reloj biológico ha evolucionado durante millones de años para ayudarnos a sobrevivir. Cada célula del cuerpo tiene una colección de proteínas que indican el tiempo, en función de sus niveles. Saber si es de día o de noche significa que nuestro cuerpo puede ajustar sus funciones y comportamientos (como cuándo queremos comer) a la hora correcta.

Nuestro reloj biológico hace esto generando ritmos de 24 horas (también denominados ritmos circadianos) en el funcionamiento de las células. Por ejemplo, nuestro reloj biológico se asegura de que solo produzcamos melatonina al caer la noche, ya que esta sustancia química nos hace sentir cansados, lo que indica que es hora de dormir.

Nuestro sistema inmunitario está compuesto por muchos tipos diferentes de células inmunitarias que patrullan continuamente el cuerpo en busca de evidencia de infección o daño. Pero es nuestro reloj biológico el que determina dónde se encuentran esas células en determinados momentos del día.

En términos generales, nuestras células inmunitarias migran a los tejidos durante el día y luego circulan por el cuerpo durante la noche. Este ritmo circadiano de las células inmunitarias puede haber evolucionado de modo que las células inmunitarias estén ubicadas directamente en los tejidos en un momento en el que es más probable que nos infectemos, y así estemos preparados para un ataque.

Por la noche, nuestras células inmunes circulan por el cuerpo y se detienen en nuestros ganglios linfáticos. Aquí, acumulan memoria de lo que se encontraron durante el día, incluida cualquier infección. Esto permite que puedan responder mejor a la infección la próxima vez que la encuentren.

Dado el control del reloj biológico sobre nuestro sistema inmune, no es sorprendente saber que algunas investigaciones han demostrado que el momento en que nos infectamos con un virus, como la influenza o la hepatitis, puede tener impacto en qué tanto nos enfermamos. Es probable que el momento exacto difiera según de qué virus se trate.

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Otras investigaciones también han demostrado que el momento en que tomamos nuestros medicamentos puede afectar su eficacia, pero nuevamente, esto depende del medicamento en cuestión.

Por ejemplo, dado que producimos colesterol cuando dormimos, tomar una estatina de acción corta (un medicamento para reducir el colesterol) justo antes de acostarse proporciona el mayor beneficio. También se ha demostrado que la hora del día influye en qué tan bien funcionan ciertos tipos de células inmunitarias.

Reloj biológico y vacunas

También hay un creciente cuerpo de evidencia que muestra que las vacunas -que crean una “memoria” inmune de un patógeno en particular- se ven afectadas por nuestro reloj biológico y la hora del día en que se administran.

Por ejemplo, un ensayo aleatorizado de 2016 de más de 250 adultos mayores de 65 años mostró que recibir la vacuna contra la influenza por la mañana (entre las 09:00 y las 11:00) resultó en una mayor respuesta de anticuerpos en comparación con los vacunados por la tarde (entre las 15:00 y las 17:00).

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Más recientemente, las personas de veintitantos años que fueron inmunizadas con la vacuna BCG (tuberculosis) entre las las 08:00 y las 09:00 tuvieron una mejor respuesta inmune en comparación con las vacunadas entre el mediodía y las 13:00. Entonces, para ciertas vacunas, hay evidencia de que la inoculación temprano en la mañana puede brindar una respuesta más sólida.

Una razón por las que se ve una mejor respuesta inmune a las vacunas por la mañana puede deberse a la forma en que nuestro reloj biológico controla el sueño.

De hecho, estudios han encontrado que dormir lo suficiente después de la vacunación contra la hepatitis A mejora la respuesta inmunitaria, al aumentar la cantidad de células inmunitarias específicas de la vacuna que proporcionan inmunidad a largo plazo, en comparación con las que tenían sueño restringido después de la vacunación.

Aún no se comprende completamente por qué el sueño mejora la respuesta a la vacuna, pero podría deberse a cómo nuestro reloj corporal controla directamente la función y la ubicación de las células inmunitarias durante el sueño. Entonces, por ejemplo, envía las células inmunes a nuestros ganglios linfáticos mientras dormimos para saber qué infecciones se encontraron durante el día y para construir una “memoria” de esto.

Por supuesto, surge la pregunta de cómo todo esto podría relacionarse con los programas mundiales actuales de vacunación en la pandemia actual. El funcionamiento de nuestro reloj corporal inmunológico podría ser importante en términos de si desarrollamos o no covid-19. Curiosamente, el receptor que permite que el virus de la covid, el SARS-CoV-2, entre en nuestras células, está bajo el control de nuestro reloj biológico.

De hecho, hay niveles más altos de este receptor en las células que recubren nuestras vías respiratorias en distintos momentos del día. Esto podría significar que tenemos más probabilidades de contraer covid-19 en ciertos momentos del día, pero se necesitarán más investigaciones para determinar si este es el caso.

Queda por responder si la hora del día en que nos vacunamos contra la covid-19 afecta la respuesta inmune. Dada la alta efectividad de muchas vacunas contra la covid-19 (Pfizer y Moderna reportan una eficacia superior al 90%) y la urgencia con la que necesitamos vacunar, las personas deben vacunarse en cualquier momento del día que les sea posible.

Pero las vacunas actuales y futuras que no tienen tasas de eficacia tan altas -como la vacuna contra la gripe- o si se usan en personas con una respuesta inmune más deficiente (como los adultos mayores), el uso de un enfoque “cronometrado” más preciso podría garantizar una mejor respuesta inmune.

*Annie Curtis es profesora de Medicina y Ciencias de la Salud de la Universidad del Colegio Real de Cirujanos de Irlanda.

*Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation y reproducido aquí bajo la licencia Creative Commons. Haz clic aquí para leer la versión original (en inglés).

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Una investigación llevada a cabo por investigadores en EE.UU. y China lo ha logrado, generando un nuevo debate sobre la ética de este tipo de experimentos.

Los científicos inyectaron células madre humanas -aquellas que pueden desarrollarse en tejidos corporales diferentes- en embriones de macacos.

Los embriones en cuestión fueron estudiados por un máximo de 20 días.

Otros embriones de especies mixtas, o quimeras (en referencia a los monstruos con cabeza de león, vientre de cabra y cola de dragón de la mitología griega), han sido desarrollados en el pasado, implantando células humanas en embrionesde oveja o cerdo.

El equipo de científicos en cuestión estuvo liderado por el profesor Juan Carlos Izpisua Belmonte del Instituto Salk de EE.UU., que ya ayudó en 2017 a crear el primer híbrido humano-cerdo.

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Su trabajo podría abrir el camino para solucionar la grave escasez de órganos para trasplantes, así como ayudar a entender más el desarrollo humano temprano, la progresión de las enfermedades y el envejecimiento, señaló el profesor.

“Estos enfoques quiméricos podrían ser realmente útiles para avanzar en la investigación biomédica, no solo en la etapa más temprana de la vida, sino también en la última”.

El profesor mantiene que el estudio, publicado en la revista especializada Cell, cumplió con las directrices éticas y legales actuales.

“En última instancia, efectuamos estos estudios para entender y mejorar la salud humana”, subrayó.

“Desafíos éticos”

Sin embargo, algunos científicos han manifestado su preocupación por el experimento, argumentando que pese a que los embriones en este caso fueron destruidos a los 20 días, otros podrían tratar de llevar el trabajo un paso más allá.

Estos piden un debate público sobre las implicaciones de crear quimeras de especies mixtas (humanas-no humanas).

En referencia a la investigación, Anna Smajdor, investigadora de ética biomédica de la Escuela de Medicina de Norwich, de la Universidad de East Anglia, en Inglaterra, considera que ésta presenta “desafíos legales y éticos significativos”.

“Los científicos detrás de esta investigación señalan que estos embriones quimera ofrecen nuevas oportunidades, porque ‘no somos capaces de llevar a cabo ciertos tipos de experimentos en humanos’. Pero si esos embriones son humanos o no es una cuestión no resuelta“.

El profesor Julian Savulescu, director del Centro Uehiro para la Ética Práctica de la Universidad de Oxford, y codirector del Centro Wellcome de Éticas y Humanidades, consideró que el estudio “abre la caja de Pandora a quimeras humanas-no humanas”.

“Estos embriones fueron destruidos a los 20 días de desarrollo, pero es solo cuestión de tiempo que las quimeras humanas-no humanas sean desarrolladas con éxito, quizá como fuente de órganos para humanos”, añadió.

“Ese es uno de los objetivos a largo plazo de esta investigación”.

Sarah Norcross, directora del británico Progress Educational Trust, considera que, pese a que se han realizado “avances sustanciales” en la investigación de embriones y células madre, que podrían aportar beneficios sustanciales, “hay una clara necesidad de discusión y debate público sobre los desafíos éticos y regulatorios que genera”.

La autora principal del estudio comenta que lograron determinar en los sistemas de cultivo celular que “los virus con esa mutación son mucho más contagiosos que los que no la tienen”.

Según la mutación tuvo efecto de aumentar notablemente el número de picos funcionales en la superficie viral. Los picos permiten que el virus se una e infecte las células.

¿Qué hace la mutación?

Incrementa hasta 4 o 5 veces el número o la densidad de “espigas” funcionales existentes en la superficie viral y a la vez hacerlas más flexibles.

Las espigas le dan al virus un aspecto de corona, las que le hacen capaz de infectar las células, apuntando a los receptores celulares.

Ambos científicos han estudiado los coronavirus desde casi 20 años, desde que se registró el primer estallido de SARS y en 2003 fueron los primeros en descubrir que dicha enfermedad apuntaba a los receptores ACE2 de las células como lo hace el CoV-2.

¿Pero cómo hacen las células para adaptarse a los cambios en los niveles de oxígeno?

Estos mecanismos moleculares que les permiten adaptarse fueron por mucho tiempo un misterio, hasta que fueron revelados por los investigadores estadounidenses William Kaelin y Gregg Semenza, y el británico Peter Ratcliffe, que este lunes fueron galardonados con el premio Nobel de Medicina 2019.

La Asamblea Nobel del Instituto Karolinska de Estocolmo les concedió el galardón por “por sus descubrimientos sobre cómo sienten las células y se adaptan al oxígeno disponible“, según anunció la institución.

El impacto de la investigación llevada a cabo por estos investigadores sobre el mecanismo de adaptación de las células a los diferentes niveles de oxígeno es relevante para todo, desde el embarazo hasta el mal de altura, el cáncer o el proceso de cicatrización de heridas.

Además, este mecanismo es la razón fundamental por la que los animales han logrado colonizar tantos hábitats, ya que significa que pueden vivir en diferentes altitudes, agregó el comité.

Maquinaria celular

Con la fórmula O2, el oxígeno conforma cerca de un quinto de la atmósfera terrestre.

Este elemento es fundamental para la vida, porque la mitocondria presente en casi todas las células animales lo utiliza para convertir los alimentos en energía útil.

A lo largo de la evolución, se fueron desarrollando mecanismos para asegurar que los tejidos y las células reciban una cantidad suficiente de oxígeno.

Los niveles de oxígeno cambian en las distintas partes del cuerpo, así como también durante el ejercicio, o en altura, o después de sufrir una herida.

Cuando disminuyen los niveles de oxígeno, las células se ven forzadas rápidamente a adaptar su metabolismo.

La capacidad del cuerpo para detectar oxígeno puede desencadenar la producción de nuevos glóbulos rojos o la construcción de nuevos vasos sanguíneos.

También cumple un papel en el funcionamiento del sistema inmunológico y en las primeras etapas del desarrollo del feto en el útero.

El entender las capacidades del cuerpo de percibir el oxígeno está dando lugar al desarrollo de nuevos tratamientos.

En casos de cáncer, los tumores pueden apropiarse de este proceso para crear nuevos vasos sanguíneos para facilitar el crecimiento del cáncer.

Darle al cuerpo la indicación de fabricar más glóbulos rojos puede también ser un tratamiento efectivo para la anemia o para las personas que pierden sangre en accidentes o a raíz de una cirugía

En China, por ejemplo, ya se ha aprobado una droga que aumenta la producción de glóbulos rojos interviniendo el mecanismo molecular identificado por los ganadores del Nobel, y, en Europa, este fármaco está siendo considerado por organismos reguladores

Doble de Literatura

El Premio Nobel de Medicina recayó el año pasado en los inmunólogos James P. Allison y Tasuku Honjo, por descubrir cómo usar nuestras propias células para combatir el cáncer con la “terapia por la inhibición de la regulación inmune negativa”.

• Los inmunólogos que ganaron el Nobel de Medicina por descubrir cómo usar nuestras propias células para combatir el cáncer

Con este anuncio se abre la semana en la que se darán a conocer los ganadores del resto de premios Nobel: Física (martes), Química (miércoles), Literatura (jueves), Paz (viernes) y Economía (lunes de la próxima semana).

Una de las novedades de este año es que la Asamblea concederá un doble premio de Literatura por su suspensión el año pasado.

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