Hace unos días, la Asamblea Nobel del Instituto Karolinska de Suecia daba a conocer el nombre de los galardonados con el premio Nobel de Medicina y Fisiología de 2021. Sonaba con insistencia el nombre de algunos científicos pioneros de las vacunas ARN. Pero volvió a cumplirse en el dicho de que quien entra en el cónclave como papa sale como cardenal. El premio Nobel fue a parar a dos científicos que descubrieron, entre otras cosas, cómo la piel y los órganos internos detectan la temperatura y el tacto: David Julius y Ardem Patapoutian. El acta del jurado dice que se les otorga el galardón por “por sus descubrimientos de receptores de la temperatura y el tacto”. Y continúa: “Han explicado cómo el calor, el frío y el tacto pueden iniciar señales en nuestro sistema nervioso. Los canales iónicos identificados son importantes para muchos procesos fisiológicos y enfermedades”.
David Julius es un bioquímico estadounidense de 65 años, nacido en Nueva York, que en la actualidad trabaja como profesor de la Universidad de California en San Francisco. Ardem Patapoutian tiene 54 años y es un biólogo estadounidense, nacido en Líbano y de origen armenio; forma parte de la plantilla de The Scripps Research, un centro de investigación sin ánimo de lucro en ciencias biomédicas, también en California.
“Han explicado cómo el calor, el frío y el tacto pueden iniciar señales en nuestro sistema nervioso. Los canales iónicos identificados son importantes para muchos procesos fisiológicos y enfermedades”
¿Qué descubrieron que les hizo merecedores del Premio Nobel? Intentaré explicarlo de forma sencilla: los mecanismos moleculares mediante los cuales algunas células y fibras nerviosas transforman los estímulos térmicos y mecánicos en señales electroquímicas específicas que el cerebro percibe como calor, frio, vibración o forma, tamaño y consistencia de los objetos. Pero los estímulos mecánicos no son sólo la base del tacto, sino también del oído, de la presión arterial, de los reflejos que informan de que la vejiga de la orina está llena o de la distensión del tubo digestivo después de las comidas. De los cinco sentidos aristotélicos, el tacto-temperatura, la somatosensibilidad, ha sido siempre el más desconocido y enigmático a pesar de que la piel es el mayor órgano sensitivo del cuerpo humano. Los “órganos” de la somatosensibilidad (terminaciones nerviosas libres, corpúsculos de Meissner, de Pacini, de Ruffini, discos táctiles de Merkel) se identificaron hace un siglo y medio, pero los mecanismos moleculares de su especificidad funcional relativa se empiezan a conocer ahora. Antes de los descubrimientos pioneros de David Julius y Ardem Patapoutian, no se sabía cómo se convierten la temperatura y los estímulos mecánicos en impulsos electroquímicos.
Los trabajos de David Julius desvelaron por qué la capsaicina (contenida en los pimientos picantes y chiles) produce ardor y calor. Cuando se introduce en la boca una sustancia picante, al principio se siente picor, dolor, que después se transforma en calor. Sus estudios demostraron que en algunas células hay canales iónicos capaces de estimularse por el calor; el canal original se denominó TRPV1 y se observó que se activaba por temperaturas que causan dolor. Estos trabajos abrieron las puertas al descubrimiento de otros canales iónicos que se activan por diferentes rangos de temperaturas. Puede decirse, pues, que los descubrimientos del bioquímico estadounidense permitieron comprender cómo las diferencias de temperatura pueden inducir señales electroquímicas que recoge el sistema nervioso periférico y el cerebro interpreta.
Por su parte, Ardem Patapoutian descubrió una pequeña familia de dos canales iónicos que se activan en respuesta a la fuerza, a la que denominó “Piezo” (por el término griego que significa presión). Sus trabajos han permitido aclarar los mecanismos mediante los cuales los estímulos mecánicos se transforman en señales eléctricas de tacto o presión. Tanto “Piezo1” como “Piezo2” se activan directamente por la presión sobre las membranas celulares. Actualmente se sabe que “Piezo2” es esencial en el sentido del tacto, en la detección de la posición y el movimiento del cuerpo, la presión arterial, la respiración o el control de la vejiga urinaria.
Y los trabajos de ambos tienen un punto de convergencia ya que, de forma independiente, Julius y Patapoutian utilizaron el mentol, uno de los principios activos de la menta, para identificar el TRPM8, un canal iónico que se activa por el frío. La menta en la boca al principio pica, pero luego deja una sensación de frescor característica.
Los canales descubiertos por los galardonados intervienen en multitud de enfermedades hereditarias
Detectar la temperatura, el movimiento, la posición del cuerpo o el tacto es esencial para lograr la adaptación al entorno en constante cambio; descubrir la bases moleculares de esos procesos justifica un Premio Nobel. Pero además se ha demostrado que mutaciones en los genes que codifican para esos canales iónicos son responsables de múltiples enfermedades humanas hereditarias que cursan con alteraciones esqueléticas, musculares, cutáneas, sensoriales, oculares, cardíacas y nerviosas. Por su importancia en la fisiopatológica de esas y otras enfermedades, no es sorprendente que hayan despertado un gran interés farmacéutico. Algunos de los compuestos que modulan estos canales iónicos han entrado ya en ensayos clínicos como potenciales medicamentos destinados al tratamiento de una amplia variedad de enfermedades, desde la tensión arterial hasta la migraña o el dolor neuropático. Pero la farmacología de muchos canales iónicos, especialmente los mecanosensibles, no ha hecho más que comenzar.
