Avances hacia nuevos tratamientos para trastornos del sueño (Nature)


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Un tercio de todos los estadounidenses tiene dificultades para dormir y muchos de ellos recurren a los suplementos de melatonina para dormiar algunas horas más. Sin embargo, los científicos no entienden completamente el papel de la melatonina en el reloj biológico, lo que dificulta el desarrollo de medicamentos para los trastornos del sueño sin varios efectos secundarios.

Un equipo internacional ha arrojado luz sobre los efectos de la melatonina, abriendo las puertas al desarrollo de nuevos fármacos para los trastornos del sueño y otros problemas de salud afectados por la esta hormona. Desarrollaron modelos en 3D de receptores en la superficie de las células que sincronizan el reloj interno del cuerpo con el ciclo del día y la noche.

"Nuestro objetivo es proporcionar la información estructural a otros investigadores que puedan usarla para diseñar nuevos compuestos farmacológicos o estudiar las mutaciones de estos receptores en pacientes", dice el autor Vadim Cherezov, de la Universidad del Sur de California (Estados Unidos).

La creación de los mapas en 3D de los dos receptores de melatonina, MT1 y MT2, es fundamental para entender cómo funciona el reloj biológico. Los científicos pueden usar esta información para diseñar moléculas de fármacos que se unan a los receptores de melatonina y supervisar los efectos potenciales. Los beneficios podrían ir más allá de mejorar el sueño.

"Estos datos nos ayudarán a diseñar medicamentos que interactúen solo con estos receptores, con la esperanza de que podamos tratar una variedad de afecciones, como la diabetes, los cánceres y los trastornos del sueño, de una manera más específica", apunta otro de los autores, Bryan L. Roth. Los hallazgos sobre los receptores de melatonina se detallan en dos artículos publicados en Nature.

La melatonina es generada en el centro del cerebro por la glándula pineal. Los seres humanos responden naturalmente a los cambios de la luz del día a través de la glándula pineal, cerca del hipotálamo. Al caer la noche, la glándula produce más melatonina, que luego se une a los receptores MT1 y MT2 de las células. Antes del amanecer, la glándula disminuye los niveles de melatonina, lo que indica que es hora de despertar.

MT1 y MT2 se encuentran entre los aproximadamente 800 receptores que hay en el cuerpo humano. Estos receptores, conocidos como GPCR, se encuentran en la superficie de las células y actúan como una especie de bandeja de entrada de correo electrónico, transmitiendo información a la célula para desencadenar una cascada de actividad.

Alrededor de un tercio de todos los medicamentos en el mercado están diseñados para unirse con los GPCR. Cada receptor tiene un papel diferente en la regulación de las funciones en el cuerpo, muchas de las cuales son críticos para la supervivencia básica, como el hambre y la reproductividad. La mayor parte de estos receptores también tienen algún papel en el sistema olfativo humano: el gusto y el olfato.

Los científicos de todo el mundo han obtenido estructuras de menos de una décima parte de estos receptores hasta el momento. MT1 y MT2 están entre las últimas. Los receptores MT1 y MT2 son importantes para múltiples procesos, incluida la reproducción e incluso algunos tipos de cáncer.

"Al comparar las estructuras en 3D de los receptores MT1 y MT2, podemos discernir mejor las diferencias estructurales únicas que distinguen a los dos receptores entre sí, y sus funciones en el reloj biológico", afirman los autores. "Con este conocimiento, es más fácil diseñar moléculas similares a medicamentos que se unirán a un solo receptor u otro, pero no a ambos. Esta unión selectiva es importante ya que minimizará los efectos secundarios no deseados".