La supuesta hormona del ejercicio irisina aumenta la capacidad intelectual de los ratones
ARRIBA: ISTOCK.COM, MARY SWIFT
La hormona irisina es necesaria para los beneficios cognitivos del ejercicio en ratones sanos y puede rescatar el deterioro cognitivo asociado con la enfermedad de Alzheimer enfermedad, según un estudio publicado el 20 de agosto en Nature Metabolism.
Según los autores, estos resultados respaldan la hipótesis de que la irisina sustenta los beneficios cognitivos del ejercicio, un vínculo que ha existido durante mucho tiempo debatido Además, este estudio ha allanado el camino para pensar si la irisina podría ser un agente terapéutico contra la enfermedad de Alzheimer, dice el biólogo Steffen Maak del Instituto Leibniz de Biología Animal de Granja en Alemania, quien ha criticado los métodos utilizados para estudiar la irisina en el pasado y no participó en el estudio.
Muchos estudios han encontrado que el ejercicio es bueno para el cerebro, pero los mecanismos moleculares responsables del impulso cognitivo siguen siendo esquivos. Durante sus estudios posdoctorales, la neurocientífica Christiane Wrann descubrió que el gen que codifica la irisina se expresa mucho en el cerebro durante el ejercicio, uno de los primeros estudios que relaciona la irisina con el cerebro.
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Cuando se unió a las facultades del Hospital General de Massachusetts y la Escuela de Medicina de Harvard, decidió investigar más a fondo la hormona. Wrann, que posee una patente relacionada con la irisina y es cofundador académico y consultor de Aevum Therapeutics, una compañía que desarrolla medicamentos que aprovechan los mecanismos moleculares protectores del ejercicio para tratar trastornos neurodegenerativos y neuromusculares, comenzó a investigar si la irisina media los efectos positivos del ejercicio en el cerebro.
Ella y su grupo diseñaron ratones que no pueden producir irisina y los sometieron a una serie de tareas de aprendizaje. Después de ejercitar ratones deficientes en irisina y de tipo salvaje sobre ruedas para correr, los investigadores probaron su aprendizaje espacial y su memoria. Mientras que los ratones de tipo salvaje mostraron mejoras cognitivas después del ejercicio como se esperaba, los ratones deficientes en irisina no lo hicieron. Este fue el primer hallazgo realmente sorprendente en el artículo, y luego nos dispusimos a encontrar el mecanismo, recuerda Wrann.
A continuación, el grupo probó la relación de las irisinas con la enfermedad de Alzheimer (AD) mediante la reproducción de sus irisina-deficientes ratones con AD modelo de ratones que sobreexpresan genes mutados que hacen que desarrollen placas amiloides y déficits cognitivos a los 6 meses de edad. En los ensayos cognitivos, los ratones híbridos se desempeñaron peor que los ratones modelo AD, quienes a su vez se desempeñaron peor que los roedores de tipo salvaje. El resultado demuestra que la pérdida de memoria es más rápida en este modelo de ratón con Alzheimer si los ratones no tienen irisina, escribe Wrann en un correo electrónico.
Si la falta de irisina empeora la pérdida de memoria en un modelo con AD, ¿Podría un refuerzo de irisina mejorar la función cognitiva? Los autores se propusieron responder a esta pregunta con un enfoque de terapia génica. Usando un vector viral, los investigadores aumentaron la producción de irisina en los hígados de sus ratones modelo con AD, lo que se tradujo en un aumento de los niveles de la hormona en la sangre de los ratones y también en sus cerebros. Como el vector viral solo aumentaba el ARNm de la irisina en el hígado, los autores concluyeron que la irisina producida periféricamente podía cruzar la barrera hematoencefálica.
Esta irisina adicional parecía mejorar la función cognitiva de los ratones modelo AD, incluso después de que se formaron placas de amiloide en sus cerebros: a los 10 meses de edad, los animales tratados con irisina se desempeñaron significativamente mejor en tareas de memoria y aprendizaje espacial que los no tratados, una conclusión que fue respaldada por los resultados de un modelo de ratón AD diferente.
Los datos presentados en el artículo muestran de manera convincente que la irisina administrada por vía periférica en dosis farmacológicas tiene efectos realmente beneficiosos sobre la cognición, escribe Maak en un correo electrónico a The Scientist. Agrega que la relevancia del ejercicio en este contexto no está clara. La irisina puede tener potencial terapéutico en altas concentraciones. . . . Dudo que se puedan alcanzar concentraciones farmacológicas mediante el ejercicio.
La forma en que la irisina, y especialmente la irisina administrada periféricamente, actúa sobre el cerebro aún no se ha establecido. Cuando Wrann y sus coautores examinaron la morfología y la expresión génica en los cerebros de los ratones, observaron que los ratones tratados con irisina tenían menos astrocitos activados y microglía, tipos de células gliales que desempeñan funciones en el sistema inmunitario del cerebro, entre otras funciones. Estas diferentes piezas de evidencia respaldan que la irisina tiene un efecto directo sobre los astrocitos y posiblemente sobre la microglía, dice Wrann.
Mientras tanto, en los ratones con deficiencia de irisina, los autores observaron una reducción en la densidad de las espinas dendríticas y cabezas de espinas dendríticas más pequeñas en neuronas del hipocampo nacidas en adultos, lo que indica que las neuronas se estaban desarrollando de manera anormal. Si el efecto de la irisina en la glía influye en las neuronas adultas del hipocampo es una pregunta interesante y emocionante en la que vamos a trabajar ahora mismo, agrega.
Creo que [este estudio] abre este nuevo campo, Sergio Ferreira , que se especializa en bioquímica, biofísica y neurobiología en el Instituto de Bioquímica Médica de la Universidad Federal de Río de Janeiro y no participó en este estudio, le dice a The Scientist. Es muy bueno que [los autores] encuentren que la irisina parece actuar modulando o enfriando estas células gliales y previniendo la exacerbación de las respuestas inflamatorias, que en realidad pueden ser perjudiciales para el cerebro. Ferreira publicó un artículo de 2019 que informa que la irisina es importante para la memoria en ratones y que la hormona se reduce en modelos de ratones con AD, hallazgos que se replicaron en el nuevo estudio, y agregó que la vía glial del trabajo es completamente nueva y muy sólida.
Vea a los investigadores identificar el receptor de irisina en el hueso y la grasa
Una cosa que llamó la atención de Maak fue que, a pesar de los cambios significativos en los cerebros de los ratones tratados con irisina, los autores no encontraron ningún efectos sobre el tejido adiposo alrededor del cuerpo, dice. El descubrimiento inicial de la irisina realizado en 2012 por un equipo dirigido por Bruce Spiegelman, coautor del estudio actual, mostró que la irisina aumenta con el ejercicio y actúa sobre el tejido adiposo blanco para convertirlo en grasa parda que quema calorías. En el nuevo estudio, no hubo ningún efecto sobre el tejido adiposo de ningún tipo en marcado contraste con los resultados anteriores, dice Maak.
Wrann señala las diferencias en los modelos experimentales y configuración como posibles razones por las que pueden haber surgido estas discrepancias, y se agregó que los diferentes resultados podrían indicar algo sobre la solidez de los efectos sobre el cerebro frente a la solidez de los efectos sobre la grasa.