Si bien sabemos desde hace mucho tiempo cómo funcionan nuestros sentidos, los mecanismos subyacentes son aún intrigantes. Sin embargo, dos científicos estadounidenses dieron grandes pasos en la comprensión de las bases moleculares de los sentidos, logros por los que fueron galardonados recientemente con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 2021.

El premio lo comparten el fisiólogo David Julius de la Universidad de California en San Francisco y el biólogo molecular Ardem Patapoutian de Scripps Research en La Jolla, California. El primero descubrió una proteína específica que reacciona al calor doloroso, como el que sentimos al comer picante o al quemarnos; el segundo identificó receptores en la piel y otros órganos que reaccionan a fuerzas mecánicas.

Los hallazgos de estas dos proezas de la ciencia moderna han ayudado a avanzar en su comprensión. Con ello, los científicos tienen bases más sólidas para evaluar nuevos enfoques de tratamientos para diferentes afecciones, incluido el dolor crónico.

El descubrimiento de la vía por la que percibimos dolor y calor

Como muchos saben, la capsaicina es un compuesto que desencadena respuestas al dolor en nuestro cuerpo, algo que ha intrigado a la ciencia durante mucho tiempo. Lo hemos visto varias veces en programas de televisión y competencias de comida picante, y se sabe que la leche puede aliviarlo, pero los mecanismos que subyacente esta respuesta no se comprendían del todo.

David Julius, galardonado con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 2021.
David Julius.

En la década de 1990, Julius y sus colegas se encargaron de determinarlo. Parte de su trabajo consistió en buscar los genes que se activan en respuesta al dolor, el calor y el tacto. Entre ellos, esperaban identificar aquel o aquellos que se activaran específicamente en respuesta a la capsaicina, involucrada en estos tres aspectos.

Y, en efecto, encontraron un gen que codifica TRPV1, una proteína que, al activarse, forma una especie de canal en las membranas celulares para el paso de los iones. Esto proporcionó una explicación a la sensación de calor doloroso que podemos percibir bajo ciertas circunstancias y, por supuesto, una razón para premiarlo con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 2021.

Dos canales iónicos que responden a la presión

Ardem Patapoutian, galardonado con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 2021.
Ardem Patapoutian.

Por su parte, Patapoutian y sus colegas rastreaban las vías moleculares que se activaban por acción de las fuerzas mecánicas. El rastreo condujo a células cultivadas que emitían una señal eléctrica en respuesta a pinchazos.

Después, buscaron los genes detrás del control de esta respuesta dando con los que codifican Piezo1 y Piezo2; hoy se conocen como dos canales iónicos que se activan en respuesta a la presión.

Comprensión de nuestra percepción del frío

Los dos científicos aplicaron metodologías similares a pesar de haber trabajado de forma separada. Por ejemplo, usaron mentol para estudiar la respuesta de las células a las temperaturas frías, lo que llevó a un cuarto descubrimiento: un canal iónico llamado TRPM8, que se activa en respuesta al frío. El mentol provoca una sensación de frescura similar a la del frío.

Sin lugar a dudas, los descubrimientos de Julius y Patapoutian son significativos para la comprensión del funcionamiento del sistema nervioso y otros expertos ya han dejado evidencia de ello.

Implicaciones para la comprensión del dolor

Pronto los científicos intuyeron que la proteína sensible al calor juega un papel que va más allá de simplemete causarnos calor y dolor cuando tocamos chiles. Gracias a su descubrimiento, ahora se comprenden las bases moleculares del dolor, lo que podría tener implicaciones médicas.

“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. Por tanto, son más que merecedores del Premio Nobel de Fisiología o Medicina de este año.

“Tanto David como Ardem realmente han cambiado nuestra comprensión de la biología sensorial”, dijo Michael Catarina, neurocientífico de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland. “Creo que es una decisión fantástica haber otorgado esto”. Catarina fue parte del equipo que identificó el canal TRPV1 sensor de capsaicina con Julius.

El comité anunció el premio la madrugada de este lunes, y a pesar de las dificultades para contactar a los galardonados, finalmente fueron informados de la buena nueva. Thomas Perlmann, secretario general del Comité Nobel, dijo que lograron localizarlos y hablar rápidamente con ellos antes de anunciarlo formalmente al mundo. Y como es de esperar, “estaban increíblemente felices” y “sorprendidos”, en palabras del mismo Perlmann.

Referencia:

Medicine Nobel goes to scientists who discovered biology of senses. https://www.nature.com/articles/d41586-021-01283-6

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