Este martes 29 de julio, el Instituto de Investigación Sant Pau (IR Sant Pau) recibió la visita del Dr. Vladyslav Vyazovskiy, catedrático de la Universidad de Oxford y una de las voces más reconocidas a nivel internacional en el ámbito de la investigación sobre el sueño. El Dr. Vyazovskiy presidió el tribunal de la tesis doctoral de Diego del Castillo Berges, investigador predoctoral en el grupo de Fisiología Molecular de la Sinapsis, liderado por el Dr. Àlex Bayés.
La tesis, titulada Alterations in NREM Sleep Accompany Dysregulation of Synaptic Proteome Dynamics in Syngap1 Heterozygous Mice, se centra en el estudio del sueño NREM (Non-Rapid Eye Movement), una de las dos grandes fases del sueño caracterizada por una actividad cerebral lenta y sincrónica, esencial para la recuperación energética y la consolidación de la memoria. Concretamente, la investigación analiza cómo afecta el sueño profundo al funcionamiento molecular de las sinapsis en un modelo murino con mutación en el gen SYNGAP1, una de las causas monogénicas más frecuentes de discapacidad intelectual y trastornos del neurodesarrollo.
Mediante técnicas de análisis proteómico y electroencefalográfico, el estudio muestra que estos ratones presentan cambios importantes tanto en los mecanismos moleculares que regulan las conexiones neuronales como en la manera en que duermen. En condiciones normales, alrededor del 10 % del proteoma sináptico muestra oscilaciones rítmicas a lo largo del día. En los mutantes, aproximadamente la mitad de estas oscilaciones se pierde, pero también aparece un nuevo conjunto de proteínas cíclicas, lo que apunta no solo a una pérdida de ritmicidad, sino a una reorganización patológica del funcionamiento sináptico.
A nivel funcional, los ratones con mutación heterocigota en el gen SYNGAP1 mantienen una arquitectura general del sueño y una regulación circadiana de los ciclos sueño-vigilia aparentemente normales, pero presentan cambios sutiles en la microarquitectura del sueño NREM. Duermen con menos microdespertares y períodos más estables de sueño profundo, pero con una actividad cerebral alterada: aumenta la potencia delta (asociada a las ondas lentas) y disminuye la potencia sigma, que refleja la actividad de los husos del sueño (sleep spindles), unas oscilaciones breves y rápidas típicas del NREM que están implicadas en la consolidación de la memoria y en la desconexión sensorial durante el descanso. Aunque se mantienen los mecanismos que regulan la actividad cerebral durante el sueño profundo y a lo largo del día, se observa una alteración en el patrón de los husos del sueño, que deja de seguir el ritmo lento habitual. Este cambio, junto con la reducción de los microdespertares, sugiere una posible disfunción del sistema de señalización cerebral que utiliza la noradrenalina.
En la tesis se propone que esta desregulación de las dinámicas proteómicas y de las oscilaciones cerebrales durante el sueño NREM podría estar relacionada con los déficits cognitivos y de comportamiento propios de los trastornos asociados a SYNGAP1. Además, sugiere que las estrategias terapéuticas dirigidas a restaurar las oscilaciones características del sueño NREM podrían tener un efecto beneficioso.
La presencia del Dr. Vyazovskiy como presidente del tribunal aporta un gran valor científico y simbólico al acto de defensa. Su grupo, con sede en el Departamento de Fisiología, Anatomía y Genética de la Universidad de Oxford, investiga los mecanismos sinápticos, celulares y neurofisiológicos que regulan los ciclos de sueño y vigilia, y cómo estos procesos se ven alterados en trastornos neurológicos y psiquiátricos, el envejecimiento y el metabolismo. El Dr. Vyazovskiy es especialmente conocido por su contribución a la hipótesis de la homeostasis sináptica, según la cual el sueño ejerce una función esencial para restablecer el equilibrio de la plasticidad cerebral acumulada durante la vigilia.
Su investigación también explora líneas innovadoras como el sueño local (en el que distintas regiones cerebrales pueden encontrarse en estados funcionales diferentes), el torpor y la hibernación, los efectos de compuestos psicodélicos como el 5-MeO-DMT, y el análisis detallado de los ritmos circadianos y de las oscilaciones cerebrales a diversas escalas temporales.
Su visita a Sant Pau fue una gran oportunidad para promover el intercambio científico y consolidar vínculos con grupos punteros en el ámbito de las neurociencias a escala internacional. También representa un reconocimiento a la trayectoria del grupo de Fisiología Molecular de la Sinapsis, pionero en el estudio del proteoma sináptico humano y de las alteraciones moleculares implicadas en enfermedades neurológicas y del desarrollo.
