La actividad de miles de genes difiere de invierno a verano
14/05/2015 - E.P.
Un hallazgo del estudio fue que un conjunto de genes asociados con la respuesta de un individuo a la vacunación fue más activo en invierno
Nuestro sistema inmunológico varía con las estaciones del año, según un estudio dirigido por la Universidad de Cambridge, en Reino Unido, que podría ayudar a explicar por qué ciertas enfermedades como las del corazón y la artritis reumatoide se agravan en invierno, mientras que las personas tienden a estar más saludables en verano.
El estudio, publicado en la revista 'Nature Communications', muestra que la actividad de casi una cuarta parte de nuestros genes (5.136 de 22.822 genes probados) varía según la época del año, con unos un poco más activos en invierno y otros más activos en verano. Esta estacionalidad también afecta a nuestras células inmunes y la composición de la sangre y el tejido adiposo.
Los científicos han sabido desde hace tiempo que diversas enfermedades, incluyendo las cardiovasculares, las autoinmunes como la diabetes tipo 1 y la esclerosis múltiple, y los trastornos psiquiátricos presentan variaciones estacionales, como lo hace el metabolismo de la vitamina D. Sin embargo, ésta es la primera vez que los investigadores han demostrado que puede deberse a los cambios estacionales cómo funciona nuestro sistema inmunológico.
"Este es un descubrimiento realmente sorprendente y casual que se refiere a cómo identificar y caracterizar los efectos de los genes a la susceptibilidad a la diabetes tipo 1", afirma el profesor John Todd, director de 'JDRF/Wellcome Trust Diabetes and Inflammation Laboratory', en Reino Unido.
"En cierto modo, es obvio; ayuda a explicar por qué tantas enfermedades, desde patologías del corazón a la enfermedad mental, son mucho peor en los meses de invierno, pero nadie había apreciado la medida en que esto ocurre en realidad. Las implicaciones para la forma en que tratamos enfermedades como la diabetes tipo 1 e incluso cómo planeamos nuestros estudios de investigación podría ser profunda", añade.
Un equipo internacional, liderado por investigadores de 'JDRF/Wellcome Trust Diabetes and Inflammation Laboratory' en el Departamento de Genética Médica y el Instituto de Cambridge para la Investigación Médica, examinó muestras (de sangre y tejido adiposo) de más de 16.000 personas que viven en los hemisferios norte y sur, en países como Reino Unido, Estados Unidos, Islandia, Australia y Gambia.
Los investigadores utilizaron una variedad de técnicas para estudiar las muestras, incluyendo mirar los tipos de células encontradas en la sangre y medir el nivel de expresión de los genes de los individuos. Se dice que un gen está "expresado" cuando está activo en una célula particular o tejido, que generalmente incluye la generación de proteínas.
Los investigadores encontraron que los miles de genes se expresan de forma diferente en la sangre y el tejido adiposo en función de la época del año que se tomaron las muestras. Del mismo modo, se identificaron diferencias estacionales en los tipos de células que se encuentran en la sangre.
Las diferencias estacionales estaban presentes en todas las poblaciones mezcladas en diversas ubicaciones geográfica y étnicamente, pero los genes estacionales muestran patrones de oposición en los hemisferios norte y sur, mientras que el patrón de actividad estacional no se reflejó tan fuertemente en donantes islandeses. Los autores especulan que esto puede deberse a las 24 horas de luz de día durante el verano y la oscuridad casi 24 horas en invierno.
Un gen de particular interés fue Arntl, que era más activo en verano y menos activo en invierno. Estudios anteriores han demostrado que, en ratones al menos, el gen suprime la inflamación, la respuesta del cuerpo a la infección; por lo que si el gen tiene la misma función en los seres humanos, entonces los niveles de inflamación serán más altos durante el invierno en el hemisferio norte.
La inflamación es un factor de riesgo para una serie de enfermedades y, por lo tanto, en invierno, los que están en mayor riesgo es probable que alcancen el "umbral" en el que la enfermedad se convierte en un problema mucho antes. Los fármacos que se dirigen a los mecanismos detrás de la inflamación podrían ofrecer una manera de ayudar a tratar estas enfermedades de forma más eficaz durante los periodos de invierno.
Un hallazgo particularmente sorprendente fue que un conjunto de genes asociados con la respuesta de un individuo a la vacunación fue más activo en invierno, lo que sugiere que algunos programas de vacunación podrían ser más eficaces si se lleva a cabo durante los meses de invierno, cuando el sistema inmunitario está ya "preparado" para responder.
Durante los inviernos europeos y australianos, argumentan los autores, los umbrales necesarios para desencadenar una respuesta inmune pueden ser más bajos como consecuencia directa de nuestra coevolución con organismos infecciosos, que tienden a ser más frecuentes durante el invierno.
Curiosamente, la gente de Gambia mostró una variación estacional distinta en el número de células inmunes en la sangre que se correlaciona con la temporada de lluvias (junio-octubre), tiempo durante el cual las enfermedades infecciosas, las patologías transmitidas por mosquitos en particular, como la malaria, son más abundantes.
"Sabemos que los seres humanos se adaptan a los cambios del entorno --dice el doctor Chris Wallace--. Nuestro trabajo sugiere que los sistemas inmunológicos humanos se adaptan a mostrar diferentes variaciones estacionales en las regiones ecuatoriales con menos estaciones distintas en comparación con regiones en latitudes más altas y más bajas con las diferencias más pronunciadas entre el invierno y la temporada".
Aún no está claro qué mecanismo mantiene la variación estacional detectada en el sistema inmune, aunque puede deberse a señales ambientales tales como la luz del día y la temperatura ambiente. Nuestro reloj interno del cuerpo, - conocido como el ritmo circadiano, es, en parte, coordinado por los cambios en la luz del día, lo que explica por qué la gente en puestos de trabajo que no encajan con el ciclo diario, como los trabajadores del turno de noche de las fábricas o las tripulaciones en vuelos de larga distancia, pueden verse afectados por una peor salud.
"Como nuestro sistema inmunológico parecer ponernos en mayor riesgo de enfermedades relacionadas con la inflamación excesiva durante el frío y los meses más oscuros y teniendo en cuenta los beneficios que ya entendemos de la vitamina D, es tal vez comprensible que la gente quiere capturar algo de 'sol de invierno' para mejorar su salud y bienestar", añade Todd.
El profesor Mike Turner, jefe de Infección y Inmunobiología en el Wellcome Trust, señala: "Éste es un excelente estudio que proporciona evidencia real de apoyo a la creencia popular de que tendemos a ser más saludables en el verano. La variación estacional en esta cuestión es un hallazgo fascinante: la actividad de muchos de nuestros genes, así como la composición de la sangre y el tejido graso varían según las estaciones del año. Aunque todavía no está claro el mecanismo que rige esta variación, un resultado posible es que el tratamiento de ciertas enfermedades podría ser más eficaz si se hace a la medida de las estaciones".
"Hemos sabido durante mucho tiempo que hay más diagnósticos de diabetes tipo 1 en invierno. Este estudio comienza a revelar por qué. En él se identifica un mecanismo biológico que no conocíamos antes que deja el cuerpo estacionalmente más propenso al ataque autoinmune visto en la diabetes tipo 1", afirma Karen Addington, jefa ejecutiva de la JDRF en Reino Unido.
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