Ciencia caliente, investigación bajo presión

"Nuestra capacidad para sentir el calor, el frío y el tacto es esencial para la supervivencia y sustenta nuestra interacción con el mundo que nos rodea". Es el inicio del comunicado emitido el 4 de octubre de 2021 por la Asamblea Nobel en el Karolinska Institutet.

Esto se debe a que, en este año, han sido galardonados, con el Premio Nobel en Fisiología y Medicina, los investigadores David Julius y Ardem Patapoutian. Por lo tanto, creemos que es pertinente divulgar tan grata noticia en el mundo de la ciencia.

Desde nuestros inicios, los mecanismos subyacentes a nuestros sentidos han provocado nuestra curiosidad durante años. Por ejemplo, cuáles son los mecanismos que nos permiten ver, escuchar, percibir olores y sabores a los cuáles estamos expuestos día a día.

También tenemos otras formas de percibir el mundo que nos rodea. Ya sea la sensación de caminar por el césped mojado o el calor y la arena en un día de playa. Estas sensaciones de temperatura y tacto son vitales para la identificación y adaptación del entorno.

Entonces: ¿Cómo se convierten la temperatura y los estímulos mecánicos en impulsos eléctricos (potenciales de acción) en el sistema nervioso?

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Julius y sus colegas decidieron analizar cómo el compuesto químico capsaicina causa la sensación de ardor que sentimos cuando entramos en contacto con los ajíes o chiles. Luego de varios experimentos identificaron un solo gen que podía hacer que las células fueran sensibles a la capsaicina.

Este gen codifica para una nueva proteína que actúa como receptor de la molécula de capsaicina que funciona como canal iónico, este receptor denominado TRPV1 es sensible al calor y se activa a temperaturas que se perciben como dolorosas. Es decir, una vez que nuestra piel esté en contacto con temperaturas por encima de los 43° C, este activará el receptor TRPV1, el cual enviará señales nerviosas a nuestros centro superiores que interpretaremos como calor doloroso.

En adición, tanto Julius como Patapoutian utilizaron la sustancia química mentol para identificar TRPM8, un receptor que se mostró activado por el frío. Se identificaron canales iónicos adicionales relacionados con TRPV1 y TRPM8 y se descubrió que se activan mediante un rango de temperaturas diferentes. Por ejemplo, TRPM8 puede activarse en rangos de 10-20°C, temperaturas que asociaremos como frías.

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Por otro lado, Patapoutian y sus colaboradores descubrieron un nuevo canal iónico sensible a presión (mecanorreceptor) al cual se le nombró Piezo1. Además, descubrieron un segundo gen y se denominó Piezo2. Ambos canales iónicos se activan directamente al ejercer presión sobre las membranas celulares, desencadenando potenciales de acción que, dependiendo de la modalidad, interpretaremos como un ¡toque, roce o hasta un abrazo! Además, demostraron Piezo1 y Piezo2 regulan procesos fisiológicos importantes, como la presión arterial, la respiración y el control de la vejiga urinaria.

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Los descubrimientos de los canales TRPV1, TRPM8 y Piezo, por los premios Nobel de este año, nos han permitido comprender cómo el calor, el frío y la fuerza mecánica pueden iniciar los impulsos nerviosos que nos permiten percibir y adaptarnos al mundo que nos rodea. Este conocimiento podría ser utilizado para el desarrollo de tratamientos para diferentes enfermedades y condiciones como el dolor crónico.

Referencias Bibliográficas

Karolinska Institutet TNA. 2021. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2021.

Licdo. en Biología con orientación en Biología Animal. Máster en Docencia Superior.