4 de Octubre de 2021
PREMIOS NOBEL

Premio Nobel de medicina para los descubridores de los receptores de la temperatura y el tacto

David Julius y Ardem Patapoutian han sido galardonados por desvelar los mecanismos moleculares implicados en nuestra percepción del calor, el frío, el dolor o la presión.

David Julius y Ardem Patapoutian. [Niklas Elmehed/Fundación Nobel]

Nuestra capacidad para percibir el calor, el frío y el tacto es esencial para la supervivencia y favorece nuestra interacción con el mundo que nos rodea. En nuestra vida cotidiana damos por sentadas estas sensaciones, pero ¿cómo se inician los impulsos nerviosos que nos permiten percibir la temperatura y la presión? Esta pregunta ha sido resuelta por los galardonados de este año.

David Julius utilizó la capsaicina, un compuesto picante del chile que provoca una sensación de ardor, para identificar, en las terminaciones nerviosas de la piel, un receptor que responde al calor. Ardem Patapoutian utilizó células sensibles a la presión para descubrir una nueva clase de receptores que responden a estímulos mecánicos en la piel y en los órganos internos. Estos descubrimientos revolucionarios impulsaron una serie de investigaciones que en poco tiempo aportaron nuevos conocimientos sobre el modo en que nuestro sistema nervioso percibe el calor, el frío y los estímulos mecánicos. Los galardonados desvelaron aspectos esenciales para entender la compleja interacción entre nuestros sentidos y el entorno.

Los mecanismos que subyacen a nuestros sentidos han despertado la curiosidad humana durante miles de años. Además de la vista, el oído, el olfato y el gusto, tenemos otras formas de percibir el mundo que nos rodea, como cuando notamos el calor del sol, la caricia del viento o las briznas de hierba bajo los pies, o cuando discernimos el calor agradable del doloroso.

Se sabía desde hace más de medio siglo que las neuronas están altamente especializadas en la detección y transducción de estos distintos estímulos. Pero, antes de los descubrimientos de Julius y Patapoutian, nuestro conocimiento de cómo el sistema nervioso percibe e interpreta nuestro entorno seguía albergando una pregunta fundamental: ¿de qué modo se convierten la temperatura y los estímulos mecánicos en impulsos eléctricos en el sistema nervioso?

El ardor de los chiles

A finales de los años 90, David Julius, de la Universidad de California en San Francisco, vio la posibilidad de realizar grandes avances al estudiar la capsaicina, un compuesto que provoca la sensación de ardor de los pimientos. Se sabía que la capsaicina activaba las neuronas que provocan la sensación de dolor, pero la forma en que esta sustancia ejercía su acción era un enigma. Julius y sus colaboradores crearon una biblioteca de millones de fragmentos de ADN correspondientes a los genes que se expresan en las neuronas sensoriales que pueden reaccionar al dolor, el calor y el tacto. Plantearon la hipótesis de que la biblioteca contendría un fragmento de ADN que codificaría la proteína capaz de reaccionar ante la capsaicina. Tras una laboriosa búsqueda, identificaron un gen que codificaba una proteína de un canal iónico, un receptor que recibió posteriormente el nombre de TRPV1. Cuando Julius investigó la capacidad de la proteína para responder al calor, se dio cuenta de que había descubierto un receptor del calor que se activa a temperaturas percibidas como dolorosas.

El descubrimiento de TRPV1 fue un gran avance que abrió el camino para desentrañar otros receptores sensibles a la temperatura. Y permitió entender cómo las diferencias de temperatura pueden inducir señales eléctricas en el sistema nervioso.

Bajo presión

Sin embargo, seguía sin estar claro cómo los estímulos mecánicos podrían ser percibidos por nuestras sensaciones de tacto y presión. Ardem Patapoutian, que trabaja en el Instituto de Investigación Scripps, en La Jolla (California), en su esfuerzo por identificar los receptores que se activan con dichos estímulos, identificó una línea celular que emitía una señal eléctrica medible cuando se pinchaban células individuales con una micropipeta. Tras una ardua búsqueda, Patapoutian y sus colaboradores descubrieron dos genes cuyo silenciamiento hacía que estas células se volvieran insensibles a los pinchazos. Estos correspondían a una clase totalmente nueva de canales iónicos que funcionaban como receptores mecánicos a los que se denominó Piezo1 y Piezo2.

El avance de Patapoutian dio lugar a una serie de trabajos que revelaron que el canal iónico Piezo2 es esencial para el sentido del tacto. Además, se demostró que Piezo2 desempeña un papel fundamental en la detección de la posición y el movimiento del cuerpo, un sentido de importancia crítica conocido como propiocepción. Otros trabajos han revelado que los canales Piezo1 y Piezo2 regulan otros procesos fisiológicos importantes, como la presión arterial, la respiración y el control de la vejiga urinaria.

El trabajo de los dos galardonados ha desvelado uno de los secretos de la naturaleza al explicar la base molecular de la percepción del calor, el frío y la fuerza mecánica, que es fundamental para nuestra capacidad de sentir, interpretar e interactuar con nuestro entorno interno y externo.

Fundación Nobel

Más información en la página web de la Fundación Nobel: nota de prensa y material avanzado.

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