Descubren el mecanismo del cerebro que causa síntomas como la fiebre cuando estamos enfermos

Fiebre, escalofríos, dolores musculares... estos son los síntomas más comunes que nos indican que estamos sufriendo una infección. Habitualmente lo interpretamos como la reacción de nuestro sistema inmune contra los microorganismos patógenos que nos invaden. Pero el verdadero responsable es el cerebro, como revela un nuevo estudio publicado en la revista Nature: un pequeño cúmulo de neuronas situado en la base del encéfalo sería el responsable de desencadenar estos síntomas.

El proceso sería el siguiente, explican los autores. Primero, el sistema nervioso se comunica con el inmunitario para determinar si el organismo está sufriendo una infección. A continuación, orquesta una serie de alteraciones fisiológicas pero también de comportamiento, como el impulso de calentarnos, que se manifiestan como síntomas de la enfermedad. Las investigadoras de la Universidad de Harvard Catherine Dulac y Xiaowei Zhuang se propusieron desentrañar este mecanismo a partir del estudio del cerebro de ratones.

Estas neuronas no habían sido descritas hasta la fecha. Se encuentran en el hipotálamo, una parte del cerebro conocida por controlar las funciones homeostáticas clave, es decir, las que mantienen el cuerpo en un estado de equilibrio y buena salud. Los investigadores descubrieron que estas neuronas poseen receptores capaces de detectar directamente señales moleculares producidas por el sistema inmune, algo que la mayoría de neuronas son incapaces de hacer. 

"Para nosotros, lo importante era establecer un principio general, según el cual el cerebro puede percibir los estados inmunitarios. Es un proceso del que hasta ahora entendíamos poco", explica Jessica Osterhout, investigadora posdoctoral del Laboratorio Dulac Lab y líder del trabajo. Los investigadores descubrieron que esta área clave del hipotálamo está situada justo al lado de una sección permeable del cerebro, la denominada como 'barrera hematoencefálica', que ayuda a la circulación de la sangre. 

"Lo que ocurre es que las células de la barrera hematoencefálica, que no son neuronales, se activan al entrar en contacto con la sangre y el sistema inmunitario periférico. Secretan citoquinas y quemoquinas que a su vez activan la población de neuronas que hemos encontrado", explica Dulac, Profesora Higgins de Biología Molecular y Celular. Esto permite a los científicos plantearse tratamientos que reviertan este mecanismo cuando estos síntomas pongan en peligro la salud.

"Si entendemos cómo funciona, quizás podamos ayudar a pacientes que tienen problemas con esta clase de sintomatología. Por ejemplo, personas que sufren cáncer y reciben quimioterapia, y tienen muy poco apetito, pero no podemos hacer nada en realidad por ellos", explica Osterhout. El autismo es otra condición que podría estar relacionada con el mecanismo a través del "efecto fiebre", por el que se detecta una reducción en los síntomas autistas cuando el paciente reacciona ante enfermedades leves como la gripe. 

Según el estudio de Osterhout, numerosas agrupaciones de neuronas se activan cuando el organismo enferma: hasta 1.000 neuronas en el área preóptica del hipotálamo, la zona junto a la barrera hematoencefálica. Para identificarlas, los investigadores inyectaron agentes proinflamatorios a ratones -lipopolisacáridos o ácido policitidílicos, que replicaban el efecto de una infección bacteriana o viral. A continuación analizaron las áreas del cerebro que se activaban en los escáneres cerebrales.

Usando herramientas de precisión, el equipo fue capaz de estimular o inactivar el grupo de neuronas, lo que permitió modificar la temperatura corporal de los roedores, estimular su conducta de buscar calor, o suprimir su apetito. De este modo pudieron observar una relación entre las neuronas y hasta 12 regiones del cerebro, algunas de las cuales están relacionadas con el control de la sed, la sensación del dolor y las interacciones sociales. Esto sugiere que otras manifestaciones sintomáticas de las infecciones también tendrían su origen ahí. 

Además, los investigadores también observaron un incremento de la actividad y la activación en estas células cerebrales a medida que sus contrapartidas del sistema inmunitario emitían más señales. Esto sugiere que se estaban comunicando mediante señalización paracrina, una producción de señales mediante las que las células desencadenan cambios en sus vecinas. "Como neurocientífica, a menudo solo pensamos en cómo las neuronas activan a otras neuronas, y no pensamos en otros métodos paracrinos o mediante otras secreciones que son realmente importantes", valora Osterhout. "Ha cambiado mi forma de pensar sobre el problema".