Los premios Nobel 2021 anuncian ganadores en medicina

Este 4 de octubre, la Fundación del Premio Nobel anunció a los primeros ganadores de la categoría de medicina o fisiología: David Julius (1955, Nueva York) y Ardem Patapoutian (1967, Beirut, Líbano) “por sus descubrimientos de receptores de temperatura y tacto”. El dúo estadounidense de investigadores “reveló” el secreto detrás del sentido del tacto, realizando un trabajo en el que descubrieron los receptores en la piel que detectan el calor, el frío y el tacto, cruciales para la supervivencia. El trabajo de Julius y Patapoutian allana el camino para una variedad de nuevos tratamientos médicos para afecciones como el dolor crónico.

El profesor David Julius, fisiólogo de la Universidad de California en San Francisco, y el profesor Ardem Patapoutian, neurocientífico de Scripps Research en La Jolla, California, recibieron el premio por parte de la asamblea del Nobel en el Instituto Karolinska de Estocolmo, el cual tiene un valor de 10 millones de coronas suecas (1,150,052.17 dólares), que se repartirán a partes iguales entre los ganadores.

El descubrimiento científico de Julius y Patapoutian aporta al estudio del cuerpo humano y cómo algunas afectaciones tópicas pueden curarse o manejarse en el mundo. Mediante experimentos que comenzaron en la década de 1990, los científicos reconstruyeron cómo se desencadenan los impulsos nerviosos en la piel para que se puedan percibir la temperatura y la presión. Julius recurrió a la capsaicina, el compuesto que hace que los chiles se quemen, para identificar sensores en las terminaciones nerviosas que responden al calor. Mientras que Patapoutian estudió las células sensibles a la presión, y descubrió más receptores que responden al empuje y pinchazo de la piel.

El primer avance de la investigación se produjo cuando Julius y sus colaboradores crearon una biblioteca de millones de hebras de ADN que correspondían a genes en las células nerviosas sensoriales. A través de un esfuerzo minucioso que implicó agregar estos genes a las células que normalmente no reaccionan a la capsaicina, identificaron un gen que hacía que las células respondieran al compuesto en llamas. El gen permitió que las células construyeran una proteína –denominada TRPV1–, que resultó reaccionar al calor y percibirlo como doloroso.

Trabajando independientemente uno del otro, Julius y Patapoutian usaron mentol para descubrir un receptor para detectar el frío –llamado TRPM8–, y muchos otros activados por un rango de temperaturas diferentes. Esto trajo éxito y llevó a los investigadores a comprender cómo responden las células al tacto.

A través de experimentos más laboriosos en 72 genes, encontraron uno que permitía que las células respondieran, con una pequeña señal eléctrica, cuando se pinchaba con una micropipeta.

El gen llevaba los planos de un receptor que los científicos llamaron Piezo1. Poco después encontraron un receptor sensible al tacto similar, Piezo2, que tenía una segunda función crítica de detectar la posición y el movimiento del cuerpo, o propiocepción, según detalla la investigación publicada en la página web oficial del premio Nobel.

“Durante el último año nos hemos distanciado socialmente, hemos echado de menos el sentido del tacto, la sensación de la calidez que nos damos durante un abrazo”, comentó a The Guardian el profesor Abdel El Manira, neurocientífico del Instituto Karolinska y miembro del comité del Nobel, “y durante un abrazo, estos son los receptores que nos dan una sensación de calidez, de cercanía”.

Al realizarse la llamada, Patapoutian no respondió ya que “tenía el teléfono en 'no molestar”, por lo que la fundación contactó a su padre en Los Ángeles. “Lo escuché primero de él, lo que fue muy especial”, comentó el científico. Este reconocimiento es un hito dentro de la comunidad científica, ya que la investigación conjunta de Patapoutian y Julius muestra la “gama completa de sensaciones corporales”, como apuntó al medio británico el profesor Patrick Haggard, del Instituto de Neurociencia Cognitiva de la UCL.

Si bien los investigadores tenían más de dos décadas trabajando en estos receptores, mientras se desarrollaban los mecanismos para la sensación de temperatura, no estaba claro cómo los estímulos mecánicos podrían convertirse en nuestros sentidos del tacto y la presión. Los investigadores habían encontrado previamente sensores mecánicos en bacterias, pero los mecanismos subyacentes al tacto en los vertebrados seguían siendo desconocidos.

De esta forma, Patapoutian tomó el liderazgo con un equipo de colaboradores para identificar los receptores que se activan mediante estímulos mecánicos. El avance de Patapoutian dio lugar a una serie de artículos de su grupo y de otros, que demostraban que el canal iónico Piezo2 es esencial para el sentido del tacto. Además, se demostró que Piezo2 “desempeña un papel clave en la detección de importancia crítica de la posición y el movimiento del cuerpo, conocida como propiocepción”.

“En trabajos posteriores, se ha demostrado que los canales Piezo1 y Piezo2 regulan procesos fisiológicos importantes adicionales, como la presión arterial, la respiración y el control de la vejiga urinaria”, anotó la investigación publicada.

“Su investigación revela de manera brillante cómo las diferentes cualidades sensoriales que experimentamos todos los días, como la temperatura y el tacto, corresponden cada una a una molécula individual específica o conjunto de moléculas incrustadas en las membranas de las neuronas sensoriales que se encuentran en todo el cuerpo”, puntualizó Haggard. “El trabajo sobre las sensaciones de temperatura es particularmente estimulante. La temperatura es un continuo físico único, pero la experimentamos a través de dos sistemas sensoriales diferentes, uno para el calor y otro para el frío, y cada uno depende de una molécula distintiva”.

Asimismo, el comité del premio Nobel señaló que los avances del dúo en cuanto a detectar la reducción de la sensación del frío por la presencia de la molécula TRPM8 “se trata de lo más cerca que han llegado los científicos a una comprensión verdaderamente mecanicista de nuestras propias experiencias conscientes”.

“La intensa investigación en curso que se originó a partir de los descubrimientos galardonados con el premio Nobel de este año se centra en dilucidar sus funciones en una variedad de procesos fisiológicos”, indicó el comunicado publicado por la Fundación del Premio Nobel.

Este año, en consideración al contexto pandémico que continúa presente, la entrega de medallas y diplomas de los ganadores se realizará de forma doméstica a los laureados en diciembre, según indicó la fundación. Se anunciará un premio cada día de lunes a viernes esta semana y nuevamente el 11 de octubre, entre las 5:30 a.m. y las 7:00 a.m. (hora del este). Los anuncios se realizan en Estocolmo y Oslo, y se transmitirán en vivo por los canales digitales oficiales del premio Nobel.

Según el calendario oficial del comité, hoy se anunciará al premio Nobel de Física, escogido por la Real Academia Sueca de Ciencias; el 6 de octubre se anunciará al premio Nobel de Química, escogido por la Real Academia Sueca de Ciencias; mientras que el 7 de octubre se anunciará al premio Nobel de Literatura, escogido por la Academia Sueca, y el 8 de octubre se anunciará al premio Nobel de la Paz, escogido por el Comité del Nobel Noruego, del Instituto Noruego del Nobel.

Por su parte, el premio especial Sveriges Riksbank en ciencias económicas en memoria de Alfred Nobel se presentará el 11 de octubre, escogido por la Real Academia Sueca de Ciencias.