Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos, identificaron la forma en la que una molécula del sistema inmunológico activa células nerviosas específicas en el cerebro para detener el comportamiento social durante una infección.
La investigación, publicada en la revista Cell, demostró que una molécula de defensa del cuerpo, llamada interleucina-1 beta (IL-1B), llega a un receptor específico (IL-1R1) en las células nerviosas de una región del cerebro denominada núcleo del rafe dorsal (DRN).
Este descubrimiento, realizado en ratones con un modelo de infección, sugiere que la activación neuronal impulsa las conexiones con otra zona cerebral, el septo lateral intermedio, y tiene como resultado el cese del comportamiento social.
“Nuestros hallazgos demuestran que el aislamiento social que ocurre después de un desafío inmunológico impulsa un proceso neuronal, por lo que la necesidad de estar solo no es una consecuencia secundaria de los síntomas físicos de la enfermedad”, señaló Gloria Choi, coautora principal del estudio.
Identificación de la molécula y el circuito cerebral
La colaboración entre los equipos de Choi y Jun Huh, de la Facultad de Medicina de Harvard, tenía la hipótesis de que el aislamiento social durante una infección podría ser causado por este tipo de dinámica entre el cuerpo y el cerebro.
Para iniciar la investigación, el equipo inyectó 21 moléculas de defensa diferentes, conocidas como citocinas, en el cerebro de los ratones para observar si alguna de ellas desencadenaba el aislamiento social de la misma manera que un método estándar utilizado para simular una infección.
La inyección de la molécula IL-1B reprodujo de manera completa el mismo comportamiento de distanciamiento social, ya que ejerció su efecto al unirse al receptor IL-1R1. Posteriormente, el equipo procedió a buscar en el cerebro dónde se localizaba este receptor.
Identificaron varias regiones, y el núcleo del rafe dorsal (DRN) destacó por dos motivos: su capacidad conocida para modular el comportamiento social y su ubicación junto a un canal cerebral, que permitió una alta exposición a las moléculas de defensa que ingresan a través del líquido cefalorraquídeo.
Los experimentos lograron identificar poblaciones de neuronas en el DRN que posee el receptor IL-1R1. Entre ellas, se encuentran células nerviosas involucradas en la producción de serotonina, una sustancia clave para la comunicación cerebral.
Mecanismo de acción de la molécula
El equipo demostró que la molécula IL-1B activa estas células nerviosas del DRN y promueve el distanciamiento social. Además, comprobaron que al inhibir esta actividad neuronal se evitaba el aislamiento en los ratones.
También se confirmó que al desactivar el receptor IL-1R1 en las neuronas del DRN, se prevenía el comportamiento solitario en los ratones. No obstante, estos experimentos no modificaron el cansancio o letargo relacionado con la infección, lo que para los científicos es la prueba de que el retraimiento social y el estado de fatiga se producen a través de mecanismos diferentes y separados.
Una vez identificaron el DRN como el lugar donde las neuronas reciben la IL-1B e impulsan el distanciamiento social, la siguiente prueba se centró en descubrir cuál circuito cerebral producía este cambio de comportamiento.
El equipo rastreó a dónde se conectan estas neuronas y encontró que se proyectaban a varias regiones conocidas por su papel en el comportamiento social.
Mediante optogenética, una técnica que permite el control de células modificadas mediante destellos de luz, los científicos activaron las conexiones de las neuronas del DRN con cada zona del cerebro.
De acuerdo con el estudio, solo la activación de las conexiones del DRN con el septo lateral intermedio provocó los mismos comportamientos de distanciamiento social que se observaron con la inyección de la molécula IL-1B.
Conclusiones del estudio
Los investigadores realizaron una prueba final en la que replicaron los resultados al exponer a algunos ratones a la bacteria Salmonella, lo que activó el mismo circuito cerebral y provocó el aislamiento.
Como conclusión, el grupo científico detalló el mecanismo (la molécula de defensa, las células nerviosas y el circuito cerebral) que causa el aislamiento social en ratones cuando presentan una infección, con la intención de probar que es la causa directa de ese comportamiento.
Sin embargo, para los autores del estudio surgieron nuevas interrogantes que buscarán responder con más pruebas de laboratorio.
Entre estas preguntas, mencionaron que necesitan analizar si las células nerviosas afectadas por la molécula también influyen en otros síntomas que aparecen durante la enfermedad, o si la sustancia cerebral conocida como serotonina tiene un papel en el aislamiento u otros comportamientos asociados a una infección.
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