Dos investigadores que descubrieron la base molecular de nuestra capacidad para detectar la temperatura y el tacto ganaron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de este año. El fisiólogo David Julius de la Universidad de California en San Francisco (UCSF) usó capsaicina, el compuesto que le da a los chiles su sabor gustativo, para rastrear una proteína llamada TRPV1 que responde al calor doloroso. El biólogo molecular Ardem Patapoutian de Scripps Research en La Jolla, California, identificó receptores en la piel y otros órganos que responden a fuerzas mecánicas, como las generadas por el tacto y la presión.
Además de explicar la biología básica de los sentidos, los hallazgos tienen posibles aplicaciones médicas: los investigadores están buscando compuestos que se dirijan a algunas de las proteínas que Julius y Patapoutian descubrieron como una forma de combatir el dolor crónico. El premio se anunció poco después de las 2:30 am, hora de California, y el comité del Premio Nobel luchó por llegar a ambos ganadores, dijo Thomas Perlmann, secretario general del Comité Nobel. Pero con “la ayuda de un padre y una cuñada”, el comité pudo localizar a los ganadores y hablar rápidamente con ellos antes del anuncio. “Estaban increíblemente felices”, dijo Perlmann a los periodistas. “Y por lo que pude ver, estaban muy sorprendidos”.
Dar sentido a los sentidos
Los descubrimientos de Julius y Patapoutian proporcionaron vínculos cruciales entre los estímulos externos, como la temperatura o el tacto, y las señales eléctricas que impulsan las respuestas del sistema nervioso. Se sabía que la capsaicina, por ejemplo, desencadenaba respuestas al dolor, pero no estaba claro cómo. En la década de 1990, Julius y sus colegas buscaron genes que se activan en respuesta al dolor, el calor y el tacto para encontrar uno que reaccionara a la capsaicina. Su búsqueda los llevó a un gen que codifica TRPV1, una proteína que forma un canal en las membranas celulares que, cuando se activa, permite el paso de los iones.
Mientras tanto, Patapoutian y sus colaboradores buscaban moléculas que fueran activadas por fuerzas mecánicas. El equipo identificó células cultivadas cultivadas en cultivo que emitían una señal eléctrica cuando se pinchaban y luego buscaban genes que pudieran controlar esta respuesta. Esto llevó al descubrimiento de dos canales iónicos más, llamados Piezo1 y Piezo2, que se activan por presión.
Julius y Patapoutian también usaron mentol de forma independiente, un compuesto que crea una sensación refrescante, para estudiar cómo responden las células a las temperaturas frías. Esto llevó al descubrimiento de otro canal iónico llamado TRPM8 que se activa con el frío.
“Tanto David como Ardem realmente han cambiado nuestra comprensión de la biología sensorial. Creo que es una decisión fantástica haber otorgado esto”, dice Michael Catarina, neurocientífico de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland, que formó parte del equipo que identificó el canal TRPV1 sensor de capsaicina en el laboratorio de Julius. “Fue emocionante”.
El equipo determinó rápidamente que la proteína sensible al calor del chile tenía un papel más amplio en la transmisión de las sensaciones dolorosas del calor. La identificación de TRPV1 y otras proteínas sensibles al dolor relacionadas ha ayudado a los investigadores a comprender la base molecular del dolor y a buscar nuevos tratamientos. “Sabíamos que tenía posibilidades de ser médicamente importante si podía explicar algunos aspectos del dolor”, dice Catarina.
“Hay muchos problemas médicos relacionados con el dolor y [estos] receptores, sin duda, serán objetivos para el desarrollo de fármacos en el futuro”, dijo el presidente del Comité Nobel, Nils-Göran Larsson, en el anuncio.
Destaca el trabajo realizado por Julius y Patapoutian, dice Catarina, porque luego de identificar las moléculas responsables de sentir el calor y el tacto, llevaron a cabo estudios estructurales para comprender mejor cómo funcionan las moléculas. Julius contribuyó a una revolución en la técnica estructural llamada microscopía crioelectrónica, reconocida con un Nobel de química en 2017, cuando se asoció con el biofísico de UCSF Yifan Chen para producir un mapa extraordinariamente nítido de TRPV14, que está incrustado en la membrana celular. “Eso rompió el dique para comprender los detalles de la estructura de las proteínas de membrana”, dice Catarina. “No es un accidente en el que David estuvo involucrado y creo que realmente tiene una habilidad especial para identificar preguntas realmente interesantes y encontrar formas de resolver problemas que otros no tienen”.
Fuente: Nature.
