Premio Nobel de Medicina para los descubridores del sensor de oxígeno

Premio Nobel de Medicina para los descubridores del sensor de oxígeno esencial para la vida animal, los estadounidenses Gregg Semenza y William Kaelin y el británico Peter Ratcliffe comparten el galardón por el descubrimiento.”cómo las células sienten el oxígeno disponible y se adaptan a él”.

Los tres científicos se reparten el galardón a partes iguales por haber aclarado un mecanismo fundamental que permite a todos los animales transformar oxígeno en energía, un tipo de metabolismo aerobio que genera 15 veces más energía que el anaerobio, sin aire. Los tres científicos desvelaron cómo las células son capaces de sentir los niveles de oxígeno en su entorno y adaptar a ellos el metabolismo para que llegue más oxígeno a los tejidos. Estos hallazgos son la base de tratamientos actuales contra la anemia y futuros fármacos contra el cáncer.

Uno de los descubrimientos premiados este año es célebre por los motivos equivocados. Semenza (Nueva York, 1956), médico e investigador de la Universidad Johns Hopkins, se centró en el estudio del gen “EPO”, fundamental para aumentar los niveles de oxígeno en sangre al producir “eritropoyetina”. Esta proteína se sintetiza en los riñones. Al llegar al torrente sanguíneo promueve la producción de glóbulos rojos, portadores de oxígeno. La hormona “EPO” fue descubierta en 1977 y dos décadas después ya se había convertido en uno de los compuestos de dopaje deportivo más usados. Sin embargo, los mecanismos moleculares que regulan su producción en función del oxígeno disponible eran un misterio.

En 1991, Semenza desarrolló ratones transgénicos que llevaban el gen “EPOhumano”. En ellos identificó una secuencia genética encargada de iniciar la producción de “EPO” cuando bajan los niveles de oxígeno. Dos años después, Ratcliffe, de la Universidad de Oxford, demostró que este mecanismo está presente en todos los tejidos de todos los animales, una universalidad que prueba su importancia biológica.

En 1998, los ratones de Semenza fueron incapaces de desarrollar venas, glóbulos rojos o un sistema cardiaco cuando les faltaba un complejo de dos proteínas a las que bautizó factor inducible por hipoxia “HIF“. La hipoxia es la falta de oxígeno y esas dos proteínas parecían una pieza clave de los sensores biológicos para detectarlo. Si el oxígeno abunda, el sistema de limpieza celular marca y elimina estas proteínas, pero cuando escasea, deja de hacerlo para permitir que los tejidos sigan generando toda la energía posible.

Casi al mismo tiempo William Kaelin en Nueva York, 1957, oncólogo de la Facultad de Medicina de Harvard, estudiaba por qué algunos de sus pacientes de cáncer presentaban un exceso de vasos sanguíneos en los riñones. Kaelin demostró que estos pacientes tienen desactivado el gen “VHL”, que funciona como un interruptor que previene el cáncer. Kaelin y Ratcliffe descubrieron que el gen “VHL” no solo protege ante tumores, sino que es una parte esencial del sensor de oxígeno celular, pues ayuda a preservar las proteínas necesarias cuando falta el oxígeno y las elimina cuando abunda.

Todo este sofisticado sensor celular descrito por Semenza, Ratcliffe y Kaelin es esencial para el funcionamiento de los músculos durante el esfuerzo intenso, la correcta respuesta del sistema inmune, el desarrollo de nuevos vasos sanguíneos o la formación del embrión y la placenta. Su descubrimiento ha tenido impacto en la medicina, por ejemplo en el tratamiento de la anemia con “EPO“. Además se ha demostrado que las células tumorales aprovechan estos mecanismos para secuestrar el metabolismo celular y crecer más rápido, por lo que es están investigando nuevos tratamientos para “asfixiar” a los tumores.

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