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  • Marzo 2016Nº 474

Biología molecular

Arquitectos de la comunicación celular

Los receptores acoplados a proteínas G de las células median la mayoría de nuestras respuestas fisiológicas. Su versatilidad y potencial terapéutico siguen fascinando a los expertos.

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El cuerpo humano está constituido por unos treinta y cinco billones de células que se especializan en diferentes tipos para formar parte de los órganos y tejidos. Cada uno de los tipos celulares desempeña una función particular y, al trabajar en equipo y de forma coordinada con el resto de las células del organismo, logran mantener un equilibrio dinámico, denominado homeostasis, durante un período definido de tiempo al que llamamos vida.

Para mantener ese equilibrio es necesario un sistema coordinado de comunicación entre los distintos tipos de células. La vida de un organismo multicelular no sería posible sin la existencia de un mecanismo molecular que permitiera a sus billones de células comunicarse entre sí. A modo de comparación, de poco serviría el trabajo y la producción de las distintas profesiones en una ciudad o un pueblo si los individuos que llevan a cabo estas profesiones no se pudieran comunicar entre sí.

En un organismo multicelular, la comunicación entre las células está mediada, bien por moléculas que transmiten información de una célula a otro grupo de células, o bien por proteínas que funcionan a modo de «antenas» y reciben las señales externas en la superficie celular. Este grupo de proteínas se denominan receptores y se clasifican en tres grandes grupos según su manera de funcionar.

El primer grupo corresponde a los canales iónicos, los cuales, localizados en la membrana plasmática, abren o cierran su paso a iones tales como el calcio (Ca2+), el sodio (Na2+) o el cloro (Cl). El segundo grupo, conocido como receptores enzimáticos, está formado por proteínas, situadas también en la membrana, que tienen la capacidad de unirse a un ligando (molécula encargada de transmitir una señal o información desde otra célula) y de generar, a través de una reacción química, moléculas que actúan como transmisoras de esa señal en el interior de la célula.

El tercer grupo está constituido por los receptores acoplados a proteínas G (o RAPG). Despiertan particular interés porque intervienen en un sinfín de procesos de señalización (comunicación) intercelular y también en la percepción de los estímulos ambientales. Entre los distintos tipos de señales que reciben cabe destacar las hormonas, los neurotransmisores, los péptidos, los iones y las sustancias lipídicas, así como los estímulos sensoriales tales como la luz, los olores y los sabores.

La estructura de los RAPG, formada por siete segmentos transmembranales, constituye un modelo ventajoso y extraordinariamente moldeable y, a lo largo de la evolución, ha sabido adaptarse a las numerosas necesidades requeridas por los mecanismos de señalización entre los distintos tipos de células de los organismos. Debido a esa peculiaridad, estos receptores han atraído el interés de la industria farmacéutica, que ha buscado compuestos capaces de modificar su función. De este modo, los RAPG son la diana directa o indirecta de más del 50 por ciento de los fármacos; y alrededor de la cuarta parte de los cien fármacos más vendidos van dirigidos a ellos.

Aunque el concepto de RAPG, tal y como lo conocemos en la actualidad, fue descrito en la década de los setenta del siglo pasado, en los últimos años hemos sido testigos de avances que han devuelto el foco de atención a este tipo de receptores, en los que centran sus esfuerzos un gran número de grupos de investigación.

Historia del descubrimiento
El concepto de célula, la unidad anatómica fundamental de todos los organismos vivos, fue acuñado por el británico Robert Hooke en 1665 en su obra Micrographia. Sin embargo, hubo que esperar más de doscientos años hasta que comenzó a entenderse la forma en que las células se comunicaban entre sí. De este modo, John N. Langley, de la Universidad de Cambridge, al utilizar como modelo experimental músculo de rana, propuso en 1909 que la contracción muscular que se producía al administrar nicotina se debía a la presencia de «sustancias receptoras». Estos resultados fueron los primeros que aludieron a la idea de «receptor celular». Solo unos años más tarde, en 1913, Paul Ehrlich, de la Universidad de Leipzig y galardonado con el premio Nobel en 1906, formuló la máxima en latín corpora non agunt nisi fixata, que puede traducirse como «ninguna sustancia es [biológicamente] activa a no ser que se una [a un receptor]». Poco después, se propuso la primera clasificación de los receptores, que se basaba en la descripción de los efectos funcionales o fisiológicos que producían diferentes fármacos en un determinado modelo experimental.

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