Explorando la conexión mente-mitocondrias

Como corresponde a un hijo de científico, el pequeño hijo de Martin Picard, de 3 años, ya está aprendiendo sobre biología con el libro de texto apropiado para su edad «Biología celular para bebés». Picard se estremece un poco cada vez que el libro llama a las mitocondrias «las centrales eléctricas de la célula», pero cree que tiene mucho tiempo para explicar por qué los diminutos orgánulos son más que simples fuentes de energía a medida que su hijo crece.

Picard es un destacado defensor de la psicobiología mitocondrial (una frase que acuñó), un campo emergente que examina cómo los estados psicológicos, como el estrés, influyen en las funciones mitocondriales, que a su vez influyen en la salud física y mental.

«La analogía de la potencia está desactualizada y es unidimensional y puede obstaculizar la ciencia al limitar las percepciones de los investigadores sobre lo que pueden hacer las mitocondrias», dice Pickard, profesor asistente de medicina conductual en psiquiatría y neurociencia.

Entre otras funciones, las mitocondrias ahora desencadenan la muerte celular cuando es necesario, sintetizan todas las hormonas esteroides circulantes asociadas con la reproducción y ordenan al núcleo que active o desactive genes.

«Tiene más sentido pensar en las mitocondrias como los procesadores de información de la célula», dice. «Tienen una asombrosa variedad de receptores para detectar lo que sucede en la célula, integran toda esta información y luego le dicen al núcleo y otros orgánulos qué hacer para mantener la salud del organismo».

Es difícil no admirar estos astutos orgánulos, cientos o miles agrupados en algunas células.

Y para Picard, no es exagerado pensar que las mitocondrias pueden tener un impacto mayor en nuestra salud física y mental que el genoma: «Los genes son inertes. Las mitocondrias son dinámicas y nos dan la capacidad de sentir y percibir, integrar información y adaptarnos. Y prosperar.»

Mitocondrias, estrés y salud.

Aunque no es médico, Pickard pasa medio día en la Clínica de Neurología de Columbia con el Dr. Michio Hirano, quien se especializa en el tratamiento de personas que nacen con mutaciones o deleciones en su genoma mitocondrial.

Las enfermedades mitocondriales son raras, pero muestran que cuando algo sale mal con las mitocondrias, pueden ocurrir problemas cognitivos y psiquiátricos.

Ese estrés puede causar cambios sutiles en las mitocondrias que afectan la salud mental, que Pickard ha estado examinando desde que se unió a la facultad de Columbia en 2015, construyendo rápidamente un laboratorio con una variedad de proyectos de investigación interdisciplinarios.

Los resultados recientes del laboratorio están empezando a respaldar la idea.

En un estudio publicado y destacado en agosto la naturaleza, El equipo de Pickard descubrió que el estrés altera la actividad de las mitocondrias cerebrales y predice comportamientos sociales y de ansiedad posteriores en ratones. Pero no todas las mitocondrias cerebrales tuvieron el mismo efecto. Los cambios en una red específica de mitocondrias, principalmente en la corteza y el cuerpo estriado, se correlacionaron con la ansiedad, mientras que otras redes de mitocondrias mostraron poca asociación con los comportamientos.

Picard ahora está trabajando para comprender la diversidad de mitocondrias en el cerebro humano y ver cómo las redes de orgánulos pueden afectar la salud mental de las personas.

Otra investigación en personas realizada por Pickard y colaboradores de la UCSF sugiere que las emociones positivas pueden afectar las mitocondrias que mejoran la salud. En un estudio, las emociones que las personas experimentaron el martes por la noche influyeron en la capacidad de transformación de energía de las mitocondrias en las células inmunes de la sangre medidas el miércoles. El estudio proporcionó la primera evidencia direccional de que el estado de ánimo puede afectar las mitocondrias. Pickard dice que si la investigación puede verificarse (los hallazgos aún no se han replicado en un estudio más amplio), la siguiente pregunta es si se produce el mismo efecto en el cerebro. Caroline Trumpf, PhD, profesora asistente de psiquiatría que trabaja en el grupo de Pickard, ahora está examinando esa cuestión en el cerebro humano post mortem.

Centrarse en la salud, no en la enfermedad

En retrospectiva, Picard, con sede en Montreal, parece destinado a ver todo lo biológico de una manera nueva. «Mi madre es enfermera y fundó una empresa de atención domiciliaria», dice. «Ella estaba bien en sintonía con el efecto de los factores psicológicos, como el apoyo social, en la curación».

Al final de la escuela secundaria, Pickard, un entusiasta del hockey y el ciclismo, se interesó por la fisiología del ejercicio y la psicología del deporte. Pero sus primeros estudios universitarios en fisiología le dieron ganas de hacerlo. «No se trataba de conectar mente y cuerpo», dice.

Durante un descanso después de la universidad, uno de sus mentores, un biólogo mitocondrial, lo convenció para que se uniera a su laboratorio, dándole la libertad de dedicarse a intereses externos, ya fuera el ciclismo o la medicina integrativa. La tesis doctoral de Pickard se centró en el papel de las mitocondrias en el envejecimiento, aunque dedicó tiempo a estudiar biología de sistemas y oncología psicosocial.

Estas experiencias y la ciencia emergente de la psicobiología mitocondrial hacen que Picard cuestione el predominio de los genes en la investigación biomédica, un concepto que desarrolla en una charla TEDx.

«En su mayor parte, la genética no explica por qué ni cuándo una persona enferma y otra está sana», afirma. «Para la mayoría de los trastornos, el riesgo de enfermedad se puede atribuir en gran medida a factores conductuales, psicológicos y ambientales».

Pickard plantea la hipótesis de que mantener sanas a las personas mantiene sanas sus mitocondrias. «La razón por la que tenemos corazón y pulmones es para el suministro de oxígeno», dice. «¿Y cuál es la necesidad de oxígeno? Las mitocondrias, por supuesto. Se podría argumentar que, a lo largo de los siglos, las mitocondrias han construido la infraestructura (el cuerpo humano) para alimentarse».