EL EDITORIAL: Premio Nobel de Medicina: mecanismos de la respiración celular

Nuestro editorial se va al premio Nobel de Medicina 2019, que es el primer premio Nobel que se cita, en el primer lunes. 

Como era de suponer los anglófonos nos sacan los premios.

“Los estadounidenses William Kaelin y Gregg Semenza y el británico Peter Ratcliffe reciben el galardón.”

"Han abierto la vía a nuevas estrategias contra el cáncer, destaca la Asamblea Nobel.

El descubrimiento de cómo las células se adaptan a la cantidad de oxígeno de que disponen ha sido reconocido con el premio Nobel de Medicina de 2019.

Se trata de un mecanismo biológico fundamental que, en el cuerpo humano, regula -entre otras funciones- el desarrollo embrionario, la respiración, el metabolismo, la respiración, la inmunidad o la respuesta a la actividad física. Siendo un mecanismo tan básico, está involucrado también en múltiples enfermedades, incluidas el cáncer, el ictus, el infarto de miocardio o la anemia.

La Asamblea Nobel del Instituto Karolinska de Estocolmo ha concedido el premio al estadounidense William Kaelin (de la Escuela de Medicina de Harvard y el Instituto de Cáncer Dana-Farber en Boston), al también estadounidense Gregg Semenza (de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore) y al británico Peter Radcliffe (del Instituto Francis Crick en Londres y de la Universidad de Oxford).

Relevancia médica

Cánceres, ictus, infartos y anemia, entre las enfermedades relacionadas con la hipoxia

“Han revelado los mecanismos de uno de los procesos adaptativos más esenciales de la vida”, destaca la Asamblea Nobel en el comunicado en que anuncia el premio. “Han establecido las bases de nuestra comprensión de cómo los niveles de oxígeno afectan al metabolismo celular y las funciones fisiológicas. Sus descubrimientos han abierto la vía a nuevas estrategias prometedoras para combatir la anemia, el cáncer y otras muchas enfermedades ”.

Kaelin, Ratcliff y Semenza han sido premiados “por sus descubrimientos de cómo las células perciben y se adaptan a la disponibilidad de oxígeno”, según el fallo del jurado.

La historia de su investigación, presentada en avances publicados uno tras otro entre 1991 y 2001 como si de una serie por episodios se tratara, tiene a tres moléculas como protagonistas principales.

La primera en entrar en escena fue la hormona EPO (por eritropoytina). Se había descubierto anteriormente que la falta de oxígeno (o hipoxia) eleva los niveles de EPO y que la EPO aumenta la producción de glóbulos rojos, lo cual llevó a utilizar la hormona como dóping en algunos deportes.

Gregg Semenza y Peter Radcliffe se preguntaron cómo el gen que produce la EPO puede responder a los cambios en los niveles de oxígeno. Ambos descubrieron, trabajando de manera independiente, que hay una secuencia de ADN próxima al gen de la EPO que actúa como sensor de oxígeno. Y que este sensor está activo en prácticamente todos los tejidos del cuerpo humano, no sólo en los riñones donde se produce la EPO. Lo cual reveló que distintos tipos de células comparten un mismo mecanismo de detección del oxígeno.

La pieza clave que responde a la falta de oxígeno

Aquí es donde entra en escena la segunda molécula, llamada HIF (por Factor Inducible por Hipoxia). Gregg Semenza lo identificó, le puso el nombre y demostró que HIF es la pieza clave que responde a la falta de oxígeno. Concretamente, cuando la disponibilidad de oxígeno se reduce, la célula responde produciendo más HIF. Después HIF se une a la secuencia de ADN próxima al gen de la EPO, de manera que aumenta la producción de EPO.

Poco más tarde se descubrió que HIF está formada en realidad por dos piezas distintas, que deben presentarse para no perder el hilo de la historia: HIF-1 alfa (que tendrá un papel importante) y ARNT (que no volverá a aparecer).

La tercera protagonista, introducida por William Kaelin, se llama VHL. A diferencia de Semenza y Ratcliffe, Kaelin era un investigador de cáncer que se había especializado en la enfermedad de Von Hippel-Lindau (de ahí el nombre VHL). Se trata de una rara enfermedad hereditaria, causada por mutaciones en el gen VHL, que aumenta dramáticamente el riesgo de algunos cánceres en las familias afectadas.

Kaelin descubrió que, cuando el gen no tiene mutaciones y por lo tanto la proteína VHL tiene su forma correcta, esta previene la aparición de tumores. Pero, cuando la proteína es defectuosa, la célula se comporta como si estuviera en situación de hipoxia y esto favorece el cáncer.

A partir del trabajo de Kaelin, Ratcliffe descubrió que VHL es imprescindible para degradar HIF-1 alfa. Por lo tanto, cuando falla VHL, se mantienen niveles anormalmente altos de HIF-1 alfa y la célula interpreta que le falta oxígeno.

En el capítulo final de la historia, Kaelin y Ratcliffe descifraron de manera independiente la cadena de reacciones químicas que permiten a las células monitorizar sus niveles de oxígeno. En una primera fase, el oxígeno interactúa con HIF-1 alfa añadiéndole grupos hidroxil. Posteriormente, gracias a estos grupos hidroxil, VHL puede unirse a HIF-1 alfa y degradarlo.

“Gracias al trabajo pionero de estos premiados, sabemos mucho más sobre cómo diferentes niveles de oxígeno regulan procesos biológicos fundamentales”, destaca la Academia Nobel.

El control del nivel de oxígeno es esencial en nuestra vida cotidiana ya que “permite a las células adaptar su metabolismo a niveles bajos: por ejemplo, en nuestros músculos durante la práctica de ejercicio intenso” o bien “para generar nuevos vasos sanguíneos o producir glóbulos rojos”. Asimismo, “nuestro sistema inmunitario y muchas otras funciones fisiológicas están moduladas por la maquinaria de control del nivel de oxígeno”.

Fallos en este sistema de control están implicados en un gran número de enfermedades, añade la Academia Nobel. Destaca el ejemplo de los tumores que “utilizan la maquinaria regulada por el oxígeno para estimular la formación de vasos sanguíneos y para reformular el metabolismo de las células para conseguir una proliferación efectiva”.

https://www.lavanguardia.com/ciencia/20191007/47853048790/premio-nobel-medicina-2019.html

Ahí, está. Esto es un descubrimiento que sin duda se ve que es algo que no ha salido este año, sino que son investigadores que llevan tiempo ejercitando esta función.

Razón por la cual, tenemos la experiencia de poder ver con perspectiva efectivamente -como dicen- abordar cualquier proceso. Porque estamos hablando de la respiración celular, con todas estas palabrotas que hemos dicho, pero teníamos que resaltar el detalle -hay más cosas, pero hemos pensado que hasta ahí- que han aportado cada uno independiente luego en conjunto, y luego independientemente pero después conjuntado.

Todo lo que tiene que ver con el oxigenación, tiene que ver con la vida. De ahí la importancia de respirar bien y respirar buena calidad de oxígeno, para entendernos. Todo eso está muy regulado y la célula es muy muy sensible al exceso o la falta de oxígeno, con lo cual este mecanismo que nos han presentado -en la actualidad- como el Nobel de Medicina, producirá sin duda, beneficios importantes en el estudio, creación y aplicación de fármacos. 

Felicitaciones a los premiados con el Nobel de Medicina del 2019. Dos norteamericanos y un inglés