El reloj interno del cuerpo no sólo determina cuándo dormimos, sino también la rapidez con que se curan nuestros músculos. Un nuevo estudio realizado en ratones por Northwestern Medicine, publicado en Science Advances, sugiere que las lesiones musculares se curan más rápido cuando se producen durante las horas naturales de vigilia del organismo. Según Clara Peek, autora principal del estudio y profesora adjunta de Bioquímica y Genética Molecular en la Facultad de Medicina Feinberg de la Universidad Northwestern, este hallazgo podría tener implicaciones para los trabajadores por turnos y resultar útil para comprender los efectos del envejecimiento y la obesidad. El estudio también puede ayudar a explicar cómo alteraciones como el desfase horario y el cambio al horario de verano afectan al ritmo circadiano y a la recuperación muscular.

Ritmo circadiano y recuperación muscular

«En cada una de nuestras células tenemos genes que forman el reloj circadiano molecular», explica Peek. «Estos genes del reloj codifican un conjunto de factores de transcripción que regulan muchos procesos en todo el cuerpo, programándolos para que se produzcan en el momento adecuado del día. Cosas como el comportamiento sueño/vigilia, el metabolismo, la temperatura corporal y las hormonas: todo es circadiano». Investigaciones anteriores del laboratorio de Peek descubrieron que los ratones regeneran el tejido muscular más rápidamente cuando el daño se produce durante sus horas normales de vigilia. Cuando los ratones sufrían daños musculares durante sus horas habituales de sueño, la curación se ralentizaba. En el estudio actual, Peek y sus colaboradores trataron de comprender mejor cómo los relojes circadianos de las células madre musculares controlan la regeneración en función de la hora del día.

Para el estudio, Peek y sus colaboradores realizaron secuenciación unicelular de músculos lesionados y no lesionados en ratones a distintas horas del día. Descubrieron que la hora del día influía en la respuesta inflamatoria de las células madre, que envían señales a los neutrófilos, los «primeros en responder» entre las células inmunitarias innatas en la regeneración muscular. Los investigadores descubrieron que las señales entre las células eran mucho más fuertes inmediatamente después de la lesión cuando los ratones se lesionaban durante las horas de vigilia. Se trata de un hallazgo emocionante y una prueba más de que la regulación circadiana de la regeneración muscular está controlada por este diálogo entre células madre y células inmunitarias. Los científicos descubrieron que el reloj de las células madre musculares también influía en la producción de ^NAD+ tras la lesión. ^El NAD+ es una coenzima que se encuentra en todas las células, es esencial para la producción de energía en el organismo e interviene en cientos de procesos metabólicos. A continuación, el equipo de científicos utilizó un modelo de ratón modificado genéticamente que aumentaba específicamente la producción de ^NAD+ en las células madre musculares y descubrió que el ^NAD+ induce respuestas inflamatorias y el reclutamiento de neutrófilos, favoreciendo así la regeneración muscular.

Un campo de investigación apasionante

Según los investigadores, los resultados podrían ser especialmente relevantes para comprender los trastornos del ritmo circadiano asociados al envejecimiento y la obesidad. Los trastornos circadianos asociados al envejecimiento y a síndromes metabólicos como la obesidad y la diabetes también están relacionados con una menor regeneración muscular. Ahora, dicen los expertos, podemos hacernos las preguntas: ¿Contribuyen estos trastornos circadianos a una menor capacidad de regeneración muscular en estas condiciones? ¿Cómo afecta esto al sistema inmunitario?

En el futuro, Peek y sus colaboradores esperan determinar exactamente cómo el ^NAD+ desencadena las respuestas inmunitarias y cómo estas respuestas se alteran en la enfermedad. Gran parte de la biología circadiana se centra en los relojes moleculares de tipos de células individuales y en ausencia de estrés. Hasta hace poco, los investigadores no disponían de la tecnología necesaria para estudiar adecuadamente las interacciones célula-célula. Comprender cómo interactúan los distintos relojes circadianos en condiciones de estrés y regeneración es una nueva y apasionante frontera.