Los científicos David Julius y Ardem Patapoutian han sido galardonados de forma conjunta con el Premio Nobel de Fisiología y Medicina 2021 por sus "descubrimientos de los receptores de la temperatura y el tacto". Julius ha utilizado la capsaicina, un compuesto picante del chile que induce una sensación de ardor, para identificar un sensor en las terminaciones nerviosas de la piel que responde al calor y Patapoutian ha usado células sensibles a la presión para descubrir una nueva clase de sensores que responden a estímulos mecánicos en la piel y los órganos internos.
Estos descubrimientos revolucionarios pusieron en marcha intensas actividades de investigación que permitieron aumentar rápidamente nuestra comprensión de cómo nuestro sistema nervioso percibe el calor, el frío y los estímulos mecánicos. Los galardonados identificaron eslabones críticos que faltaban en nuestra comprensión de la compleja interacción entre nuestros sentidos y el entorno".
Julius nació en 1955 en Nueva York y fue contratado por la Universidad de California en San Francisco en 1989, donde ahora es profesor. A finales de los 90, vio la posibilidad de realizar grandes avances al analizar cómo el compuesto químico capsaicina provoca la sensación de ardor que sentimos al entrar en contacto con los chiles.calor agradable como el doloroso Julius ha utilizado la capsaicina, un compuesto picante del chile que induce una sensación de ardor, para identificar un sensor en las terminaciones nerviosas de la piel que responde al calor.
Se sabía que la capsaicina activaba las células nerviosas que provocan la sensación de dolor, pero como ejercía esta función era un enigma. Tras una laboriosa búsqueda, se identificó un único gen capaz de hacer que las células fueran sensibles a la capsaicina. Otros experimentos revelaron que el gen identificado codificaba una nueva proteína de canal iónico, y este receptor de capsaicina recién descubierto recibió posteriormente el nombre de TRPV1.
Patapoutian nació en 1967 en Beirut (Líbano). Patapoutian, era un refugiado de ascendencia armenia que acababa de llegar a Estados Unidos huyendo de la guerra civil en su país natal. En Los Ángeles se doctoró en 1996 en el Instituto Tecnológico de California en Pasadena. Desde el año 2000, es científico en Scripps Research, donde ahora es profesor. Patapoutian ha usado células sensibles a la presión para descubrir una nueva clase de sensores que responden a estímulos mecánicos en la piel y los órganos internos. Mientras se desarrollaban los mecanismos de la sensación de temperatura, seguía sin estar claro cómo los estímulos mecánicos podían convertirse en nuestros sentidos del tacto y la presión.
Los investigadores ya habían encontrado sensores mecánicos en las bacterias, pero los mecanismos que subyacen al tacto en los vertebrados seguían siendo desconocidos. Patapoutian quería identificar los esquivos receptores que se activan con los estímulos mecánicos e identificó por primera vez una línea celular que emitía una señal eléctrica medible cuando se pinchaban células individuales con una micropipeta. Se asumió que el receptor activado por la fuerza mecánica es un canal iónico y en un siguiente paso se identificaron 72 genes candidatos que codifican posibles receptores.
Estos genes se inactivaron uno a uno y tras una ardua búsqueda, Patapoutian y sus colaboradores lograron identificar un único gen cuyo silenciamiento hacía que las células fueran insensibles a los pinchazos con la micropipeta. Se había descubierto un nuevo canal iónico mecanosensible totalmente desconocido y se le dio el nombre de Piezo1, por la palabra griega que significa presión.
Por su similitud con Piezo1, se descubrió un segundo gen al que se denominó Piezo2. Se descubrió que las neuronas sensoriales expresaban altos niveles de Piezo2 y estudios posteriores establecieron firmemente que Piezo1 y Piezo2 son canales iónicos que se activan directamente por el ejercicio de la presión sobre las membranas celulares. El canal iónico Piezo2 es esencial para el sentido del tacto y desempeña un papel fundamental en la detección de la posición y el movimiento del cuerpo, de importancia crítica, conocida como propiocepción. En trabajos posteriores, han demostrado que los canales Piezo1 y Piezo2 regulan otros procesos fisiológicos importantes, como la presión arterial, la respiración y el control de la vejiga urinaria.
En la facultad de Medicina de la Universidad de Washington en San Luis (EUA) han identificado un tipo de neuronas sensoriales llamadas células de Merkel cuya ausencia provoca ganas de rascarse. Mediante estudios en ratones, descubrieron que el número de las células Merkel se reduce conforme el animal envejece, y que se encontraban en menor cantidad en animales con la piel seca. El picor crónico es un problema cada vez más común y debilitante en los ancianos. La piel seca relacionada con la edad está fuertemente asociada con la aloknesis (alteración del proceso de la señal nerviosa), y entonces la sensación de picor está provocada por una estimulación mecánica inocua, como puede ser el tacto ligero.
La supresión genética dirigida de las células de Merkel y los canales de Piezo2 mecanosensibles asociados en la piel fue suficiente para producir aloknesis. Por el contrario, la activación quimiogenética de las células de Merkel podrían proteger contra la aloknesis en piel seca. Este estudio revela una función previamente desconocida de los receptores táctiles cutáneos y podría proporcionar información sobre el desarrollo de la aloknesis.
Estos descubrimientos revolucionarios de ambos investigadores pusieron en marcha intensas actividades de investigación que han permitido aumentar nuestra comprensión de cómo nuestro sistema nervioso percibe el calor, el frío y los estímulos mecánicos.
En Londres el jueves 22 de septiembre del 2022
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