Francisca Bronfman, neurobióloga: El sistema nervioso: el más conversador de nuestro cuerpo

Escrito por: Eliette Angel V.

“La neurona tiene una forma bien particular, la cual sirve para crear circuitos. Entonces su cuerpo celular redondo es como su central de operaciones que debe recibir señales y tomar decisiones. Además tiene ramas para conectarse con otras neuronas y órganos, que están en distintos lugares, incluso muy lejos. Si lo lleváramos a nuestra escala, si el cuerpo celular se ubicara en Santiago, podría tener una rama que llegue a la Antártica, otra a Buenos Aires y otra, a Lima”, explica la neurobióloga Francisca Bronfman, investigadora del Instituto de Ciencias Biomédicas de la UNAB.

Esta fascinación por las neuronas hizo que hace más de 25 años Bronfman comenzara a preguntarse: ¿cómo es que las neuronas que forman el cerebro se comunican entre ellas y con otros órganos?, ¿cómo es que procesan la información y toman decisiones? “La verdad es que la biología celular es maravillosa. Todos los órganos tienen su particularidad que nos hace sorprendernos de lo bien hechos que están. Pero claro, uno tiene que dedicarse a algo y en mi caso son las neuronas con su apasionante morfología, que les permite integrar tanto información interna como externa, además de transportar señales, que tienen que ir de los extremos a la central de operaciones”, comenta la neurobióloga.

Todo partió cuando Bronfman tenía 22 años. La entonces estudiante de ciencias biológicas de la Pontificia Universidad Católica de Chile decidió realizar su tesis de pregrado con el neurobiólogo Nibaldo Inestrosa, Premio Nacional de Ciencias Naturales 2008. “Con él me interesé en la neurociencia”, recuerda la doctora Bronfman, la segunda de las únicas dos mujeres que han presidido la Sociedad de Biología Celular de Chile, en sus más de 30 años de historia.

El mismo Inestrosa la apoyó para que cursara su doctorado en ciencias biomédicas en la Universidad Católica de Lovaina, en Bélgica. En esa misma casa de estudios europea, el padre de la investigadora, Miguel Bronfman, había obtenido el doctorado en química en 1975, cuando la neurobióloga era sólo una niña. “Yo era buena alumna, me interesaba el conocimiento, así que cualquier cosa que hubiese estudiado, pienso que hubiese terminado investigando. Pero creo que lo que me dio mi familia, en el fondo, fue un amor por la ciencia. Mi papá era bioquímico en la Pontificia Universidad Católica, mi tío era astrónomo en la Universidad de Chile. Ambos bien connotados”, reflexiona la doctora Bronfman.

Acto seguido destaca que fue una mujer la primera científica de su familia: una tía abuela dentista que tenía su propia consulta y además, ‘por amor al arte’, se dedicaba a la investigación. “Hacía ayudantías a los médicos, era microbióloga y mantenía en el laboratorio las cepas de microorganismos en una época en que casi no habían investigadoras en Chile”, cuenta con orgullo.

Conectando Bélgica, Israel, Italia y Chile

Mientras escribía su tesis doctoral, que tenía que ver con los primeros modelos de ratones transgénicos para la enfermedad de Alzheimer, Bronfman empezó a leer en forma más amplia sobre temas que pusieran en contexto sus hallazgos. Fue así como encontró información sobre Rita Levi-Montalcini (1909-2012) y su descubrimiento del primer factor neurotrófico.

Volvemos a la pregunta inicial: ¿Cómo se comunican las células y las neuronas? Lo que hizo Levi-Montalcini en la década del 50 fue encontrar un nuevo tipo de mensajero entre las células. Se trata de los factores tróficos, también conocidos como factores de crecimiento porque justamente lo que realizan estas proteínas es ‘despertar’ a la células para que comiencen a dividirse y proliferar (inicien la mitosis) o para que crezcan en tamaño y se conviertan en neuronas. El primer factor trófico que Levi-Montalcini descubre tiene que ver el sistema nervioso. Por eso lo bautizó factor de crecimiento nervioso, más conocido como NGF (por Nerve Growth Factor). Este es el primer integrante de un grupo de factores tróficos llamados neurotrofinas.

Para su hallazgo, Levi-Montalcini colocó un pedacito de tumor de un ratón cerca del sistema nervioso periférico (la red de nervios y ganglios) de un embrión de pollo. Entonces vio que el sistema nervioso empezó a crecer: el tumor contenía un factor que gatillaba su desarrollo.

Bronfman explica que “en esa época era súper importante encontrar una actividad biológica, porque de esa manera podías después hacer ensayos y purificar hasta descubrir cuál era la proteína que tenía esa actividad y después, el gen. Así encontraron este primer factor. En esos tiempos se hacía al revés de lo que se hace hoy en día”.

Levi-Montalcini ganó el Premio Nobel en Medicina en 1986 por el descubrimiento del NGF, siendo la cuarta mujer en recibir este galardón. La historia de Levi-Montalcini parece salida de una película. Su padre no quería que estudiara medicina en la universidad. Tuvo una gemela, Paola, destacada pintora. Durante la Segunda Guerra Mundial, cuando se le prohibió trabajar en su natal Italia por sus orígenes judíos, debió huir a Bruselas (la capital belga), a pocos kilómetros de donde la propia Bronfman estudiaba el NGF de la italiana, el cual cambiaría su propia línea de investigación para siempre. A partir de su postdoctorado, en el Instituto Weizmann de Ciencias (en Israel), la investigadora chilena se dedicaría a estudiar el NGF y otras neurotrofinas y sus receptores de membrana.

“Cuando las señales mediadas por neurotrofinas se deterioran, comienzan los primeros síntomas del Alzheimer: la falta de memoria a corto plazo y de atención, porque las neurotrofinas regulan el sistema colinérgico (vinculado con un neurotransmisor llamado acetilcolina)”, explica Bronfman, quien regresó a Chile en 2003 para iniciar su carrera como académica junto con su vida familiar. Actualmente tiene dos hijos, de 17 y 12 años.

Cerebro plástico

Otra neurotrofina que estudia Bronfman es el derivado del cerebro o BDNF (por brain-derived neurotrophic factor). “Si tenemos altos niveles de esta neurotrofina, nuestro cerebro es plástico, responde con flexibilidad y está sano. Yo me he dedicado a estudiar los mecanismos celulares y moleculares por los cuales este factor de crecimiento logra favorecer la plasticidad neuronal”, detalla Bronfman y de ahí que su línea de investigación se llame señalización neurotrófica.

Dra. Francisca Bronfman

Ahora, ¿qué es la plasticidad neuronal? Es la capacidad que tienen las neuronas de conectarse en mayor o menor medida con sus vecinas, fortaleciendo algunos circuitos y debilitando otros. “Eso es lo que determina nuestro aprendizaje y lo que hace que nuestro sistema nervioso sea distinto cada día porque todas nuestras experiencias nos impactan fisiológicamente”, comenta la investigadora, quien ha formado a una veintena de estudiantes de pregrado y posgrado en su área.

Cuando somos niños, nuestro sistema nervioso es muy plástico, permitiendo un rápido aprendizaje. “Pero, a medida que maduramos, el sistema nervioso está hecho para ser cada vez menos plástico. De esta manera, las cosas que aprendemos se asientan en nosotros porque si no, aprenderías y olvidarías todo el tiempo. Uno no lo recuerda, pero sabemos hablar porque ese aprendizaje se quedó grabado en nuestro cerebro. No quieres aprender a hablar de nuevo todos los días”, detalla Bronfman, quien posee más de 40 publicaciones en revistas de corriente principal en su área.

El conocimiento que la neurobióloga desarrolla es clave para poder entender enfermedades como el Alzheimer o el Parkinson, y así poder desarrollar o reenfocar el uso de fármacos. De hecho, la propia Bronfman ha investigado, entre otros temas, cómo un antidepresivo (la venlafaxina) contribuye a la producción de factores neurotróficos, disminuyendo así la cantidad de tejido cerebral dañado. Esto, a nivel de laboratorio, en ratas.

A medida que vamos envejeciendo, los factores neurotróficos -al igual que el sistema nervioso en general- se van alterando. “El sistema nervioso está conectado de distintas maneras con todo el cuerpo. Cuando haces ejercicio, le dices cosas positivas a tu sistema nervioso y este responde con un aumento de plasticidad. Mientras que cuando comemos comida chatarra aumenta el estado inflamatorio de tu tejido adiposo, el que conversa y altera tu sistema nervioso”, explica Bronfman.

Y añade: “Entonces se va a ir deteriorando tu cuerpo y también tu mente. No hay una separación, porque el sistema nervioso está muy conectado con la fisiología de todos los órganos, de distintas maneras. Con los colegas del Instituto de Ciencias Biomédicas estamos tratando de desarrollar proyectos que integren la función del sistema nervioso con otros órganos”.

Justamente, una nueva línea de investigación que Bronfman está desarrollando tratará de conectar obesidad con sistema nervioso.

La herencia paterna

La doctora Bronfman no sólo mira las neuronas, también mira el mar. Intenta vincular ambos mundos, indagando en las algas, como en el rojo y endémico pelillo (Agarophyton chilense). Su objetivo es encontrar compuestos bioactivos, es decir, que tengan un efecto, en este caso, antiinflamatorio. Busca, principalmente, proteger ante la obesidad y, como es de esperar, cuidar al sistema nervioso. “Es una línea de investigación bien querida por mí. En realidad es como una herencia, porque la empecé con mi papá (quien falleció hace casi siete años)”, acota.

Entonces explica que las algas, por vivir en un ambiente extremo como el mar donde cambia la temperatura, tienen lípidos funcionales “interesantes”. Lo que la doctora Bronfman desea es entender a nivel molecular eso de ‘somos lo que comemos’. En el caso de los lípidos, cuando los consumimos, nuestras células activan los llamados factores de transcripción, que son los que ‘prenden’ y ‘apagan’ los genes.

“Si lo piensas, yo como, y mis factores de transcripción responden cambiando la expresión de genes en distintos órganos del cuerpo. Si comes constantemente alimentos saludables, tus factores de transcripción activan tus genes de la manera adecuada y todo bien, si no, el organismo empieza a deteriorarse”, detalla Bronfman, quien ha sido miembro del comité editorial de diversas revistas científicas, incluyendo Scientific Report, del grupo Nature.

A futuro, le gustaría enfocarse en la nutrición molecular. “El sistema nervioso con el tejido adiposo conversan, y eso ya me parece una línea maravillosa. Me gustaría entender los cambios que ocurren a nivel de sistema nervioso por el tejido adiposo, porque es un sistema que secreta muchas hormonas, que tienen diversos efectos en nosotros, positivos y negativos. Eso puede ayudar, además, a diseñar dietas que incluyan productos naturales, y estudiar sus beneficios sumándole el desarrollo tecnológico de estos tiempos”, concluye.