El ADN arrojado al cerebro puede provocar estrés y depresión
Los humanos y otros mamíferos responden a situaciones estresantes a través de una serie de adaptaciones evolutivas cuidadosamente planeadas. Cuando nos enfrentamos a depredadores que buscan nuestra próxima comida o miedo a perder nuestro trabajo, nuestros cuerpos liberan un aluvión de hormonas del estrés. Nuestro corazón late más rápido, nuestra respiración se acelera, nuestros músculos se tensan y aparecen gotas de sudor.
Esta llamada respuesta de «lucha o huida» sirvió bien a nuestros antepasados, pero su activación continua en nuestra vida moderna tiene un precio. Los científicos están empezando a darse cuenta de que el estrés tiende a exacerbar una variedad de enfermedades, como la depresión, la diabetes, las enfermedades cardiovasculares, el VIH/SIDA y el asma. Una teoría espera explicar el vínculo entre el estrés y una interrupción tan generalizada al culpar a una fuente inesperada: centrales eléctricas microscópicas dentro de cada célula.
Cada una de nuestras células contiene cientos de pequeñas mitocondrias en forma de frijol, estructuras subcelulares u orgánulos que proporcionan la energía necesaria para funcionar correctamente. Las mitocondrias tienen su propio genoma circular con un total de 37 genes. Solo heredamos este ADN mitocondrial de nuestras madres, por lo que la composición del código de ADN permanece relativamente constante de una generación a la siguiente.
Pero nuestra respuesta de lucha o huida impone exigencias extremas a las mitocondrias. De repente, necesitan generar más energía para acelerar los latidos del corazón, expandir sus pulmones y tensar sus músculos, haciéndolos vulnerables. Sin embargo, a diferencia del ADN en el núcleo, las mitocondrias tienen mecanismos de reparación limitados. Estudios recientes en animales han demostrado que el estrés crónico no solo causa daño mitocondrial en regiones del cerebro como el hipocampo, el hipotálamo y la corteza, sino que también hace que las mitocondrias liberen su ADN en el citoplasma y, en última instancia, en el torrente sanguíneo.
Los genes abandonados no son solo desechos celulares inertes. «Este ADN mitocondrial circulante actúa como una hormona», dice Martin Picard, un psicobiólogo de la Universidad de Columbia que pasó gran parte de la última década estudiando el comportamiento mitocondrial y el ADN mitocondrial libre de células. La eliminación del ADN mitocondrial de las células imita de alguna manera el proceso por el cual la glándula suprarrenal libera cortisol en respuesta al estrés, dijo. Ciertas células producen ADN mitocondrial circulante y, al igual que las glándulas suprarrenales, su liberación se desencadena por el estrés.
Para demostrar que el estrés psicológico hace que las células liberen ADN mitocondrial, Picard y su equipo idearon una prueba de estrés rápida. Pidieron a otros 50 hombres y mujeres sanos que dieran breves discursos para defenderse de las falsas acusaciones ante la cámara. Posteriormente, los investigadores tomaron muestras de sangre de los participantes y las compararon con la sangre tomada inmediatamente antes del estrés. Aunque la tarea estresante duró solo cinco minutos en total, los científicos encontraron que los niveles de ADN mitocondrial circulante en suero de los participantes se duplicaron con creces 30 minutos después de la prueba. Estos resultados, ahora bajo revisión, brindan la primera evidencia directa de cómo los fragmentos de ADN mitocondrial que flotan en nuestra sangre transmiten estrés al resto del cuerpo, como fichas de dominó que caen una por una.
Investigaciones anteriores han proporcionado algunas pistas de que el ADN mitocondrial circulante es un marcador de estrés. En 2016, investigadores suecos Psiquiatría traslacional Se demostraron niveles elevados de ADN mitocondrial extracelular en 37 personas que habían intentado suicidarse recientemente.A principios de este año, el mismo grupo de científicos publicó otro artículo Neuropsicofarmacología Se ha demostrado que las personas con trastorno depresivo mayor tienen altos niveles de ADN mitocondrial circulante, y estos niveles aumentan en pacientes que no responden bien a los antidepresivos.
Todos estos estudios son parte de un campo emergente de investigación sobre el ADN mitocondrial, y los científicos están reconociendo el impacto de estos diminutos orgánulos en una variedad de enfermedades. «El ADN mitocondrial es probablemente el elemento más sensible del cuerpo», dijo Douglas Wallace, director del Centro de Medicina Mitocondrial y Epigenómica del Hospital Infantil de Filadelfia. «Si sus mitocondrias detectan un problema, entonces el resto de ustedes también está en problemas».
En su propia investigación, Wallace demostró que las mutaciones del ADN mitocondrial son más comunes en personas con trastorno del espectro autista que en adultos neurotípicos. Picard anotó que otros estudios en los últimos años han relacionado la disfunción mitocondrial con la esquizofrenia, la enfermedad de Alzheimer, la artritis y el cáncer, todos problemas que se sabe que desarrollan inflamación.
Pero, ¿cómo se filtra esta inflamación fuera de la célula por el ADN mitocondrial? Un artículo de 2010 en la revista Nature proporcionó la respuesta: en el que los investigadores mostraron cómo el ADN mitocondrial moviliza una respuesta inmune proinflamatoria cuando se libera en la sangre después de una lesión. Debido al origen bacteriano de las mitocondrias y su estructura de ADN circular, las células inmunitarias las perciben como un invasor extraño. Cuando el ADN mitocondrial circulante se une a un receptor específico en las células inmunitarias, TLR9, responden como si estuvieran respondiendo a un invasor extraño, como el virus de la gripe o una herida infectada. Las células inmunitarias liberan sustancias químicas llamadas citocinas que les indican a otros glóbulos blancos que deben informar en los sitios de infección, inflamación o trauma.
Esta creciente comprensión del ADN mitocondrial circulante establece un marco de tiempo sobre cómo el estrés psicológico puede conducir a una inflamación generalizada, dijo Picard. «Las mitocondrias son el eslabón perdido entre nuestro estado mental y las enfermedades neurológicas o de otro tipo que involucran inflamación», dijo.
Es un cambio interesante de los aspectos anatómicos tradicionales de la enfermedad, como el encogimiento del cerebro en personas con depresión. Pero reducir trastornos como la depresión a desequilibrios cerebrales o encogerse no lo explica todo, dice el neuroendocrinólogo Bruce McEwan de la Universidad Rockefeller. «Si ese es el caso, puede tomar Prozac o [selective] Inhibidor de la recaptación de serotonina [SSRIs] Solucionarlo, pero ahora todos se dan cuenta de que no es así como funciona”, dijo. “De lo contrario, los antidepresivos serían más efectivos. «
Si continúa surgiendo más evidencia sobre la importancia de las mitocondrias saludables, los medicamentos que se enfocan en regular la producción de energía celular podrían ser una nueva línea de defensa en enfermedades psiquiátricas y biológicas.
