Premio Nobel de Medicina para los descubridores de los receptores de temperatura y tacto
11:10
7 Octubre 2021

Premio Nobel de Medicina para los descubridores de los receptores de temperatura y tacto

Los científicos David Julius y Ardem Patapoutian han sido galardonados por desentrañar los mecanismos que nos permiten sentir el frío, el calor, la presión o el dolor

Nobel 2020 Premio Nobel de Medicina para los descubridores de cómo las células se adaptan a la disponibilidad de oxígeno Biociencia Los descubridores de los mecanismos biológicos que explican el dolor, premiados por la Fundación BBVA Investigación ¿Es posible un mundo en el que se pueda 'desconectar' el dolor de quienes lo sufren 24 horas al día?

La Asamblea Nobel del Instituto Karolinska de Estocolmo ha distinguido con el Premio Nobel de Medicina y Fisiología a David Julius y Ardem Patapoutian por sus descubrimientos de "los receptores de temperatura y tacto".

¿Cómo notamos si una taza de café está demasiado caliente? ¿O si el día se ha puesto frío y sería mejor que nos pusiéramos un jersey? ¿O que el suelo por el que caminamos es resbaladizo y debemos tener cuidado?

Nuestros sentidos nos ayudan a adaptarnos a los cambios en el entorno. Nuestra capacidad para sentir calor, frío, el contacto con un objeto o el dolor es fundamental para nuestra supervivencia, determina nuestras interacciones.

David Julius (Nueva York, EEUU, 1955) y Ardem Patapoutian (Beirut, Líbano, 1967) desentrañaron los mecanismos moleculares que están detrás de esa habilidad para identificar los cambios en la temperatura y el tacto, descubrieron qué receptores llevan directamente la información a nuestro cerebro y nos permiten adaptarnos. Y por eso acaban de ser galardonados con el Nobel. Ambos investigadores recibieron también este año el Premio Fronteras del Conocimiento en Biología y Biomedicina de la Fundación BBVA.

El investigador David Julius.El investigador David Julius.FUNDACIÓN BBVA

Intrigado por los efectos de algunos alimentos, David Julius comenzó a estudiar a finales de los 90 en la Universidad de California de qué forma conseguía la capsaicina, el componente químico más característico de las guindillas, causar esa sensación de quemazón y picor en la boca.

Hasta entonces, se sabía que ese químico era el responsable de la sensación picante, pero no cuáles eran los mecanismos que la hacían posible.

En primer lugar, el equipo de Julius identificó al gen responsable de hacer a las células sensibles a la capsaicina y un receptor específico, TRPV1. Sin embargo, al profundizar en su trabajo, los investigadores se dieron cuenta de que ese receptor no era exclusivo para la capsaicina, sino que también funcionaba como un sensor para la temperatura que se activaba para señalar una temperatura como dolorosa. El descubrimiento de TRPV1 permitió dar con otros receptores de temperatura, como TRPM8, un receptor del frío que Julius y Patapoutian hallaron, de forma independiente, mediante experimentos con mentol.

Además, ese hilo también permitió identificar receptores relacionados con el dolor, lo que ha permitido ahondar en los mecanismos del dolor agudo y crónico y avanzar en terapias para controlarlo.

El investigador Ardem Patapoutian.El investigador Ardem Patapoutian.FUNDACIÓN BBVA

Patapoutian quiso también investigar otro misterio relacionado con el funcionamiento de los sentidos: los mecanismos que nos permiten notar estímulos mecánicos como la presión.

Desde su laboratorio en el Instituto Scripps, en La Jolla, California, el científico de origen libanés consiguió identificar los genes de los receptores que se activan con la tensión (Piezo1, Piezo2, Piezo3), fundamentales para el sentido del tacto y la propiocepción.

Además, también se ha demostrado que los canales de iones regulados por Piezo1 y Piezo2 son claves en procesos fisiológicos como la respiración, el control urinario o la tensión arterial.

"Investigando sobre los nervios que nos permiten sentir el tacto y el dolor, nos dimos cuenta de algo insólito: son capaces de percibir fuerzas físicas, tanto fuerzas mecánicas como temperatura", recordaba el científico hace unos meses, tras la concesión del Premio Fronteras del Conocimiento.

Entre otras aplicaciones, los descubrimientos de Julius y Patapoutian se están empleando para avanzar en el conocimiento de distintas enfermedades y el desarrollo de tratamientos contra el dolor.

"Sus descubrimientos nos está dando la posibilidad de explicar el dolor de nuestros pacientes y también la posibilidad de desarrollar nuevos tratamientos en el futuro", señala Jesús Porta-Etessam, vicepresidente de la Sociedad Española de Neurología (SEN). El dolor acompaña al hombre en toda su historia y es "en el siglo XXI, cuando se empieza a entender", al igual que los mecanismos que se esconden detrás de la percepción de la temperatura. No cabe duda, aclara Porta-Etessam, de que "el reconocimiento del dolor y el control de la temperatura son aspectos claves en la supervivencia".

Este tipo de trabajos abren las puertas a nuevas dianas terapéuticas. De hecho, los mecanismos relacionados con la capsaicina que descubrió Julius los "usamos en la actualidad en la práctica clínica con pacientes polineuropatía dolorosas intratables (en pomada o parches)", añade.

"Desde las leyes de la Mecánica (o la Dinámica) de Isaac Newton, sabemos que los sistemas biológicos y sus componentes (organismos, tejidos, células, moléculas...) están sometidos como el resto de partículas materiales en el Universo a estímulos mecánicos. Por ello, sorprende que hasta los descubrimientos de Patapoutian y otros no comprendiéramos algo tan básico como la forma por la que las células 'sienten' las fuerzas mecánicas", señala, por su parte, Miguel Ángel del Pozo, investigador del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC).

Sus descubrimientos, continúa, impulsaron el emergente campo de la 'Mecanobiología', que intenta comprender la frontera entre la Física Mecánica y la Biología y su aplicación a la Ingeniería y la Medicina. "Las fuerzas mecánicas juegan un papel fundamental en el desarrollo y funcionamiento del sistema cardiovascular y muchos de sus trastornos, o en el origen y diseminación del cáncer, entre otros, y esta nueva perspectiva está suponiendo una auténtica revolución en diferentes ramas de la Biología y la Biomedicina. Por ejemplo, nuestro laboratorio investiga el papel del flujo arterial en la aterosclerosis", señala Del Pozo, que dirige el laboratorio de Mecanoadaptación y Biología de Caveolas en el CNIC. "Aunque la mayoría de factores de riesgo de aterosclerosis actúan en todo el cuerpo, ahora sabemos que las lesiones se producen específicamente en lugares donde el flujo sanguíneo es turbulento o desordenado", ejemplifica, resaltando la importancia de apostar por la investigación básica. "Como ha resaltado el propio Ardem, este nuevo paradigma subraya la importancia de apoyar la ciencia básica, la ciencia por la ciencia... para generar conocimiento que tendrá seguro aplicaciones a nivel práctico aún inimaginables".

Manuel Alegre, investigador del Programa de Neurociencias del Cima y director del Servicio de Neurofisiología de la Clínica Universidad de Navarra, explica que "estas investigaciones, en definitiva, que han resultado fundamentales para entender la fisiología de estos receptores sensoriales y contribuir al avance de la investigación en tratamiento de diversas enfermedades y el control y alivio del dolor". Además destaca que, en el caso del grupo del grupo de Ardem Patapoutian, "la percepción de estímulos mecánicos no es solo relevante para poder conocer el grado de estiramiento de nuestros músculos o la tensión en los tendones (propiocepción), sino también es importante en la regulación cardiovascular (por ejemplo, detectando la presión en los vasos sanguíneos) e incluso podría ser fundamental en el proceso de desarrollo del sistema nervioso central, controlando la diferenciación celular". Y añade que con los trabajos de David Julius "se ha permitido entender mejor los mecanismos moleculares de la percepción del frío, calor y dolor, tanto agudo como crónico y a comprender por qué algunas sustancias pueden generar sensación de frío (mentol) o calor/dolor (guindillas).

Perfiles

David Julius nació en 1955 en Nueva York (EEUU). Se doctoró en 1984 en la Universidad de California, Berkeley, y fue becario postdoctoral en la Universidad de Columbia, en Nueva York. Después, Julius fue reclutado para la Universidad de California, San Francisco en 1989, donde ahora es profesor.

En 2010 fue galardonado con el Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica en el año 2010, junto a Linda Watkins y Baruch Minke, por sus estudios innovadores sobre el dolor. Los tres investigadores del campo de la neurobiología sensorial llevaron a cabo descubrimientos que en conjunto permiten una comprensión más profunda de las bases celulares y moleculares de las diferentes sensaciones, en especial la del dolor.

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