El Premio Nobel de Medicina de 2021 se ha otorgado conjuntamente a los científicos estadounidenses David Julius y Ardem Patapoutian “por sus descubrimientos de los receptores de la temperatura y el tacto”, según ha comunicado el jurado del Instituto Karolinska de Estocolmo.
Nuestra habilidad para percibir el calor, el frío o el tacto es esencial para la supervivencia y clave para nuestra interacción con el mundo que nos rodea.
Las investigaciones de Julius y Patapoutain explican cómo se inician los impulsos nerviosos para que podamos percibir la temperatura y la presión y abren la puerta a desarrollar tratamientos para diversas enfermedades.
Las guindillas y la percepción de la temperatura
Sabemos que existen neuronas sensoriales especializadas que registran cambios en nuestro entorno. Ya en 1944, los científicos Joseph Erlanger y Herbert Gasser recibieron el Premio Nobel de Medicina por su descubrimiento de diferentes tipos de fibras nerviosas sensoriales que reaccionan ante distintos estímulos, por ejemplo, al tacto doloroso y al no doloroso.
Sin embargo, antes de los descubrimientos de David Julius y Ardem Patapoutian, la comprensión sobre cómo nuestro sistema nervioso percibe e interpreta nuestro entorno todavía tenía una pregunta fundamental sin resolver: ¿cómo se convierten la temperatura y los estímulos mecánicos en impulsos eléctricos en el sistema nervioso?
David Julius, de la Universidad de California (EE.UU.), analizó cómo la capsaicina, un compuesto químico picante que contienen las guindillas (también conocidas como chiles), causa la típica sensación de ardor que sentimos cuando estamos en contacto con ellos.
- Se sabía que la capsaicina activa las células nerviosas causando sensación de dolor, pero se desconocía el mecanismo por el que ejercía esta función.
Julius y su equipo analizaron millones de fragmentos de ADN de genes que se expresan en las neuronas sensoriales y que pueden reaccionar al dolor, el calor y el tacto, y los pusieron en contacto con células cultivadas que normalmente no reaccionan a la capsaicina. Gracias a esto identificaron un solo gen que podía hacer que las células fueran sensibles a la capsaicina.
A partir de ahí, identificaron un sensor en las terminaciones nerviosas de la piel que responde al calor y se activa a temperaturas que se perciben como dolorosas, que se denominó TRPV1.
Este hallazgo abrió el camino para descubrir otros receptores también sensibles a la temperatura. Tanto Julius como Patapoutain (cada uno por su parte) utilizaron el mentol para identificar el receptor TRPM8, que se activa por el frío.
“El descubrimiento de David Julius de TRPV1 fue el gran avance que nos permitió comprender cómo las diferencias de temperatura pueden inducir señales eléctricas en el sistema nervioso”, destacan desde la academia de los premios Nobel.
Cómo percibimos la presión
Otra cuestión importantes sobre cómo percibimos el mundo es de qué manera los estímulos mecánicos afectan a nuestros sentidos del tacto o la presión.
Ardem Patapoutian, del Instituto Scripps en La Jolla (EE. UU.), y su equipo utilizaron células sensibles a la presión para descubrir una nueva clase de sensores que responden a estímulos mecánicos en la piel y los órganos internos, a los que denominaron Piezo1 y Piezo2.
- El descubrimiento de Patapoutian dio lugar a una serie de investigaciones que demuestran que el canal iónico Piezo2 es esencial para el sentido del tacto.
- Además, se ha demostrado que Piezo2 juega un papel clave en la detección de la posición y el movimiento del cuerpo, conocida como propiocepción.
- También se ha visto que los canales Piezo1 y Piezo2 regulan otros procesos fisiológicos importantes como la presión arterial, la respiración y el control de la vejiga.
Implicaciones para la salud
Los revolucionarios descubrimientos de David Julius y Ardem Patapoutian nos permiten conocer mucho mejor cómo nuestro sistema nervioso percibe el calor, el frío y los estímulos mecánicos.
“Los galardonados identificaron importantes eslabones que faltaban en nuestra comprensión de la compleja interacción entre nuestros sentidos y el medio ambiente”, explican desde el Instituto Karolinska.
Pero la importancia de sus hallazgos tiene muchas más implicaciones. Hay que tener en cuenta que los receptores TRP y Piezo contribuyen a numerosas funciones fisiológicas que dependen de la detección de temperatura o estímulos mecánicos.
Actualmente se está investigando para entender bien su función en los diferentes procesos fisiológicos y cómo desarrollar tratamientos para diversas enfermedades en las que estos intervienen como puede ser el dolor crónico asociado a traumatismos o enfermedades como la artritis reumatoide.