Nobel de Medicamento, David Julius e Ardem Patapoutiani por receptores de temperatura e tacto

2021/10/04 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

O Instituto Karoliska anunciou que o estadounidense David Julius e o libanés Ardem Patapotiani recibirán a partes iguais o Premio Nobel de Medicamento ou Fisiología. Ambos desenvolveron a súa carreira científica en EE.UU. e, segundo a Fundación Nobel, os seus traballos foron un punto de partida ineludible paira outros investigadores e fundamentais paira comprender como percibimos a contorna.
David Julius e Ardem Patapoutian, Premios Nobel de Medicamento ou Fisiología 2021 Ed. Ill. Niklas Elmehed © Nobel Prize

Concretamente, David Julius identificou os sensores de temperatura presentes nas terminacións nerviosas da pel e describiu o seu mecanismo. Ardem Patapoutian fixo o mesmo con respecto á presión, identificando no sensor de contacto tanto na pel como nos órganos internos e clarificando o seu funcionamento.

Receptor de calor a partir da capsaicina

David Julius baseou a súa investigación na capsaicina, una sustancia que dota de minuciosidade aos pementos picantes. Era coñecido que esta sustancia estimula os nervios e produce una sensación de dor, pero non sabían por que mecanismo prodúcese.

Paira responder a iso, Julius e os seus acompañantes crearon una colección de millóns de fragmentos de ADN con xenes representados en neuronas sensoriais á dor, á calor e ao tacto. Julius propuxo a hipótese de que a colección tería un anaco de ADN que codificaría a proteína capaz de reaccionar á capsaicina.

Os xenes foron expresados individualmente en células que normalmente non reaccionan coa capsaicina, e finalmente lograron identificar que xene é capaz de reaccionar á célula coa capsaicina. A partir de aí identificouse o receptor da capsaicina, que se denominou TRPV1. Estudando a reacción desta proteína respecto á calor, observaron que se activa con temperaturas consideradas dolorosas.

O descubrimento do TRPV1 supuxo un gran avance, o que supuxo una maior identificación de sensores de temperatura. Tanto David Julius como Ardem Patapoutian, por separado, utilizaron o mentol paira identificar o TRPM8, un receptor activado polo frío.

Posteriormente atopáronse máis canles de iones relacionados cos receptores TRPV1 e TRPM8 que se activan a diferentes temperaturas. Así, a partir do achado de Julius, púidose entender como inflúe a temperatura no sistema nervioso.

Tacto e presión

Nas bacterias xa tiñan identificados os sensores mecánicos, mentres que nos vertebrados aínda non se coñecía o mecanismo do tacto. O obxectivo de Ardem Patapoutian foi aclaralo.

Nun principio, Patapoutian e os seus compañeiros identificaron una liña celular que ao tocar cunha micropipeta producía una sinal eléctrico. Pensaron que o receptor que se activaba con esta forza mecánica sería unha canle de iones. No seguinte paso identificáronse 72 xenes candidatos que podían codificar o receptor. Estes candidatos, desactivados un a un, identificaron o que respondía o estímulo mecánico.

Sen este xene, as células non reaccionaban ao tocar con micropipeta. Así descubriron a canle de iones que reaccionaba co tacto, que se denominou Piezo1. A continuación identificouse outro xene moi parecido ao mesmo: Piezo2. Ambos demostraron ser clave na reacción á presión das membranas celulares.

Posteriormente, demostrouse que Piezo2 desempeña un papel fundamental na percepción da posición e o movemento do propio corpo, é dicir, na propiocepción. E máis adiante hase visto que as canles Piezo1 e Piezo2 regulan importantes procesos fisiológicos como a presión arterial, a respiración e o control da vejiga.

Así, a Fundación Nobel ha destacado que os traballos premiados este ano foron fundamentais paira comprender moitos procesos fisiológicos. Así mesmo, este coñecemento está a ser utilizado paira o desenvolvemento de tratamentos de todo tipo de enfermidades, incluído a dor crónica.