Premio Nobel de Fisiología y Medicina 2017

Arrcanca la semana de los Nobel, y como es tradición, Medicina abre el desfile, este año los galardonados son Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young, por sus trabajos en el area de los mecanismos moleculares que controlan el ritmo circadiano.

El ritmo circadiano es un conjunto de variaciones fisiologicas que presentan los seres vivos en relacion con el ambiente y especialmente con el tiempo, tales como el dia y la noche, cambios en relacion con las temperaturas ambientales, las estaciones del año, e incluso con las fases lunares, todos los seres vivos reaccionan ante estos cambios periódicos, como por ejemplo el apareamiento, la migracion, el ciclo de sueño y vigilia, entre otros.

Michael W. Young es un genetista estadounidense, graduado de la University of Texas en Austin, en los 70s trabajó junto a Ron Konopka y Seymour Benzer, quienes descubrieron el gen period (per) en la mosca Drosophila melanogaster, la archiconocida mosca de la fruta, cuya simpleza genética ha servido para aprender mucho del ADN.

Young y colaboradores trabajaron en el gen per, ellos habían aislado el gen, lo modificaron y crearon moscas mutantes cuyos ciclos de vuelo se alteraron. 

Simultáneamente aislaron el gen puro y lo amplificaron en bacterias, luego lo implantaron en las moscas mutantes y éstas recuperaron sus patrones normales de actividad, quedaba así demostrada la relación del gen period con el ciclo circadiano.

Jeffrey Connor Hall, es un genetista y cronobiólogo norteamericano, estudió Biología en el Armherst College e hizo el PhD en la Universidad de Washington. Durante este tiempo Hall se interesó particularmente en la Dorsophila melanogaster y sus rituales de cortejo.

A finales de los años 70, a través de una colaboración con Florian von Schilcher, el tío Hall identificó con éxito las regiones del sistema nervioso en Drosophila que regulaban las canciones masculinas de cortejo. En una investigación posterior con un becario postdoctoral en su laboratorio, Bambos Kyriacou, Hall descubrió que la canción de cortejo de Drosophila se producía rítmicamente con un período normal de aproximadamente un minuto.

Hall decidió manipular el gen per sospechando que también podría alterar los ciclos de la canción del cortejo, encontrando que las mutaciones de per afectaron la canción del cortejo de la misma manera que cambiaron los ritmos circadianos, así Hall fue capaz de producir individuos que cantaban a intervalos mayores y menores.

Por otro lado, Michael Rosbash es igualmente genetista y cronobiólogo estadounidense. Esudió en el famoso Cal-Tech e hizo el doctorado en el igualmente popular MIT. Sus trabajos inicialmente se centraban en el RNA mensajero (mRNA) y su función en la sintesis de proteinas. Eventualmente Jeff Hall lo contactó por estas capacidades, y en 1984 ambos lograron clonar el gen period.

Para 1990, Hall, Rosbach, y un tercer colaborador llamado Paul Hardin, a quien el Comité de los Nobel no le ha reconocido el mérito, medían el mRNA del gen per, y observaron variaciones cíclicas de 24 horas, mismas que los llevaron a proponer un mecanismo para explicar el ciclo circadiano basándose en el gen per, mediante un modelo de retroalimentación negativa: a mayor cantidad de mRNA del gen per, mayor cantidad de la proteína asociada, "PER", sin embargo, hay un punto limite donde la propia PER suprime su producción y empieza a decaer, hasta que finalmente alcanza otro nivel crítico y estimula a que haya mas mRNA y se produzca mas proteina PER, el ciclo se repite una y otra vez con el comentado intervalo de 24 horas, claramente en relación con el ciclo de día/noche, puesto que la mayor concentración se da alrededor de la media noche.

Posteriores estudios han encontrado proteínas análogas a la PER de la mosca de fruta en mamíferos y humanos: PER1, que se expresa en el núcleo supraquiasmático del hipotálamo en respuesta a la cantidad de luz que entra por los nervios ópticos, durante la noche hay menos luz y se produce más proteína, PER2 se expresa en el mismo lugar y se le está asociando con los trastornos del sueño. PER3 se expresa tanto en el cerebro como en la retina y en otros muchos tejidos, sin embargo, su producción no parece depender de la luz ambiental.

Enhorabuena como siempre a los laureados.

...enhorabuena también a las mosquitas de la fruta, que han hecho tanto en nombre de la ciencia, y aquí se toman un rato para relajarse 

Premio Nobel de Fisiología y Medicina 2016

Arrancó octubre, y con él llega la semana de los Nobel, y fieles a la costumbre, en el Instituto Karolinska han empezado por anunciar hace un par de horas a en esta ocasión un solo galardonado.

El japonés Yoshinori Ohsumi se lleva este año el máximo premio en las ciencias médicas, y con ello, se retoma la costumbre de otorgar el premio a los avances en biología molecular. Nació en 1945 en Fukuoka, recibió su PhD en la Universidad de Tokio, luego hizo un post-doctorado en el Rockefeller Center de New York, y a decir de él mismo, estuvo desempleado durante algun tiempo y se dedicó a trabajos menores antes de obtener un puesto como profesor asociado, en 1988. Posteriormente centró su trabajo en las levaduras y sus diversos mecanismos celulares.

Por otro lado, la autofagia celular es un proceso catabólico en el cual diversas sustancias de desecho, asi como organelos deteriorados o aberrantes, son secuestrados en vesículas de doble membrana llamadas autofagosomas y liberados dentro un lisosoma para su descomposición por parte de enzimas hidrolíticas, la fusión del autofagosoma y el lisosoma pasa entonces a llamarse autolisosoma, y eventualmente las moléculas resultantes serán "recicladas" por la célula para otros procesos. 

Este proceso juega un papel esencial en la adaptación al ayuno y a las condiciones ambientales cambiantes. En el caso de las células en envejecimiento el proceso destruye los organelos que producen radicales libres, tambien llamados especies reactivas de oxígeno (ROS).

En mamíferos, la autofagia es un evento que ayuda y regula crecimiento celular, y contribuye a la homeostasis general del organismo. Mientras tanto, en las levaduras, la autofagia es inducida bajo condiciones de estrés celular, tales como falta de nutrientes, incremento de temperatura o estrés oxidativo. Los estudios más recientes apuntan que la autafagia, además de constituir un proceso reparativo, está implicado en fenómenos de muerte celular, también parece ser un mecanismo de defensa ante las infecciones virales, pues al existir organelos afectados por un virus, la célula recurriría a sacrificarlos mediante autofagia. 

Otro trabajo relaciona los defectos de la autofagia con trastornos del equilibro y vértigo, y ya se investiga la manera de estimular el proceso para combatir enfermedades crónicas como la artrosis.

Ohsumi ganó el Nobel por su descubrimiento del fenómeno de autofagia celular precisamente en las levaduras (Saccharomyces cerevisiae), al descubrir los genes de regulación de la proteína Apg8p, que es análoga a la proteina LC3-II de los mamiferos, ésta es codificada en genes llamados Apg, los cuales sintetizan una forma denominada LC3-I, misma que es modificada a LC3-II de manera post-traduccional (luego de ser sintetizada y liberada al citoplasma).

LC3-II está presente en los autofagosomas, y se une a los microtúbulos del citoplasma, permitiendo el cerrado del autofagosoma, y su desplazamiento hacia el lisosoma para su posterior fusión. Parte del trabajo del nipón puede hallarse aquí.

Expresión de LC-3-II en autofagosomas

Mecanismos moleculares de la autofagia, ciertos aminoacidos dañados, así como especies reactivas de oxígeno, presentes en la superficie de los organelos dañados, desencadenan una cascada de cinasas y otras reacciones intracelulares, que a su vez activan los genes Atg, los cuales producen la proteina LC3-II y ésta se encarga de cerrar el autofagosoma para su posterior fusión.

Enhorabuena como siempre al galardonado.

Premio Nobel de Fisiología y Medicina 2015

Ha comenzado la Semana de los Nobel y como es tradición, Medicina y Fisología hace los honores de arrancar primero.

Este año 2015 el Premio se entregó, una mitad al irlandés William Cecil Campbell y el japonés Satoshi Omura, la otra mitad a la china Youyou Tu.

Curiosamente este año no fueron galardonados los avances en materia de biología molecular, sino un avance, que si bien está basado en la investigación biomédica, representa más bien un logro clínico, específicamente el tratamiento antiparasitario, que ha sido revolucionado por el trabajo de estos 3 científicos.

William Campbell es un biólogo irlandés, asistió al colegio Campbell y se graduó del Trinity College de Dublín en 1952, consiguió su PhD de Universidad de Wisconsin en 1957. De 1957 a 1990 trabajó en el Merck Institute for Therapeutic Research y de 1984 a 1990 fue científico sénior y director de Investigación y Desarrollo. En 2002, fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.

Mientras tanto, Satoshi Omura es un bioquímico japonés, obtuvo su maestría en ciencias en la Universidad de Tokio, y empezó a trabajar en el Instituto Kitasato.

El grupo de trabajo del Profesor Omura aisló en 1978 una nueva cepa bacteriana a la que se denominó Streptomyces avermitillis, un actinomiceto (se les considera limítrofes entre hongos y bacterias) residente natural del suelo, y en la cual se encontraron compuestos con capacidad antibiótica.

Estas cepas posteriormente fueron enviadas al Instituto Merck, donde Campbell continuó los trabajos, aislando el compuesto denominado avermectina.

Las avermectinas son una serie de 16 miembros derivados de la lactona con propiedades insecticidas, acaricidas y antihelmínticas (los helminitos son gusanos planos parásitos cuyo representante mas conocido es Taenia solium, o "solitaria"), se generan como productos de la fermentación de Streptomyces avermitilis. 

Ocho avermectinas diferentes fueron aislados en cuatro pares de compuestos homólogos, con un componente en mayor proporción y otro en menor, generalmente en proporciones de 8:2 a 9:1 . Los nombres de estas mezclas de avermectinas son la ivermectina, selamectina, doramectina, y abamectina.

La primera de ellas, ivermectina, es la de uso más generalizado, y tiene actividad contra las llamadas filarias, parásitos tipo gusano que afectan al humano causando cuadros como la elefantiasis (Wuchereria bancrofti), la oncocercosis (Onchocerca volvulus, muy vista en el sur de nuestro país), mansonelosis (Mansonella ozzardi), entre otras afecciones, que característicamente afectan piel y ojos, tiene aplicaciones tanto en medicina humana como en la veterinaria.

Por cuanto hace a la China Tu Youyou, es una científica, médica y química farmacéutica, reconocida ampliamente puesto que ejerció la medicina tradicional de su país, y recurriendo a antiguos textos médicos y remedios populares de su tierra, aisló 2000 potenciales drogas y fabricó 380 extractos.

Pergamino de seda de Mawangdui, primera mencion del Ajenjo con sus propiedades antiparasitarias

Participando en el llamado "Proyecto 523", ordenado por Mao-Tse Tung y efectaudo por el Ejército de Liberacion Popular de China con el fin de encontrar una cura contra la malaria, Tu Youyou aisló el extracto de la planta de ajenjo (Artemisa annua) en 1967, al cual llamó Artemisinina, este compuesto demostró su eficacia en el combate a la forma de malaria causada por el parásito Plasmodium falciparum, uno de los mas mortales y que cobra la vida de millones de personas al año. 

Sin embargo tuvieron que pasar mas de diez años para que el descubrimiento alcanzara el reconocimiento internacional, puesto que el Ejército Chino impidió que la investigación se difundiera al extranjero por desconfianza a Occidente, y dicha desconfianza era recíproca. Hoy en día Artemisinina, también llamada Artemisina, salva la vida a millones de personas al año.

Como siembre, enhorabuena por los laureados.

Premio Nobel de Fisiología y Medicina 2014

Bien, llega octubre, y con este mes llega también la semana de los Nobel, la máxima distinción en ciencias, arrancando como es tradición, con el Premio Nobel en el área de Fisiología o Medicina, y este año el premio va para el estadounidense John O'Keefe y los esposos noruegos Edvar Moser y May-Britt Moser, por el descubrimiento "un sistema GPS interno" cerebral, según detalló hace unas horas el Karaolinska Institutet, con sede en Estocolmo, Suecia.

John O´Keefe es un neurocientífico, hizo sus estudios en el City College of New York y la Universidad McGill. Realizó además una estancia post-doctoral en el US National Institute for Mental Health (Instituto Nacional de Salud Mental norteamericano).

A O'Keefe se le atribuye el descubrimiento de las llamadas "celulas de lugar", un tipo de neurona piramidal presente en el área cerebral conocida como hipocampo, luego de sus trabajos en 1971. 

Estas celulas en particualr disparan sus potenciales de acción según el animal se desplace de un área a otra dentro de su campo de percepción, y cada area del exterior está representada tridimensionalmente en los diferentes grupos celulares del hipocampo.

Una de las maneras más simples de entender esto es con este ejemplo de la rata que, ubicada en su celda, tiene que completar un circuito triangular y en cada parada toma un poco de comida, lo que vemos aquí en puntos de varios colores son las descargas de neuronas especificas, representadas cada una por un color, mientras que la cabeza de la rata se ha representado con puntos negros, se puede ver que cada neurona descarga solo cuando la rata está en la posicion que "le corresponde" a esa neurona en el espacio. En esencia es un simple mapa.

A este fenómeno en que una neurona responde a un area del exterior en específico de le llama "espaciacion"

Se ha visto además que estas neuronas responden a cambios en el ambiente: así, sus patrones de descarga pueden variar ante cambios en el exterior como quitar un objeto, cambiarlo de posicion, de forma o de color, para lo cual deben de contar con importantes conexiones con la corteza y via visual, también responden a cambios interiores, como la postura del organismo (que en Medicina llamamos propiocepcion), así como el sistema vestibular (equilibrio).

También intervienen en la llamada "memoria espacial" e incluso se ha comprobado que con la edad existe una disminucion en la actividad de estas neuronas, al comprobarse en animales envejecidos que su actividad de sintesis proteica puede disminuir notablemente.

En cuanto al trabajo de los Moser, tanto Edvard como May son psicólogos y neurocientificos, ambos fundaron The Kavli Institute for Systems Neuroscience and Centre for the Biology of Memory (KI/CBM, Insttituto Kavlo para Neurociencia de Sistemas y Centro para la Biología de la Memoria). 

A ellos se les atribuye el descubrimiento de las "celulas en red", se les dio este nombre porque se conectan unas a otras formando una red de patrón triangular. Publicaron su trabajo en 2005.

Estas células se encuentran situadas en una zona conocida como corteza entorrinal, localizada adyacente al hipocampo, y firmando un puente entre éste y la corteza cerebral, básicamente, parecen trabajar con el mismo sistema de espaciación que las células de lugar en el hipocampo, con la diferencia de que la red que forman hace las veces de un plano cartesiano estilo "x-y", donde cada coordenada del plano está representada por una neurona.

Una representación de una red triangular en la que se dispondrían las neuronas descubiertas por los Moser, siempre distribuidas a intervalos regulares

Lo que se ha visto es que mientras en sistema de celulas de lugar en el hipocampo responde a estímulos externos e internos, puede reorganizarse al haber cambios en la posicion del animal o de las cosas a su alrededor.

Esta reorganización, conocida como "remapeo" no ocurre en las células en red de la corteza entorrinal, sino que permanece inalterada, incluso cuando se han perdido los estímulos como la visión, el equilibrio, el oido, etc (y especialmente el olfato en los animales), por lo cual se piensa que esta red sería en realidad el sistema de referencia en el cual se integra toda la información del exterior e interior que luego se le presenta a la corteza cerebral (esto explicaría por ejemplo el mecanismo por el cual un ciego puede desplazarse en un lugar gracias a su percepción de las formas, olores y sonidos).

Posicion del hipocampo y de la corteza entorrinal en el cerebro humano

Pues bien, enhorabuena a los laureados.

Premio Nobel de Fisiología y Medicina 2013

Como suele ser costumbre, siempre dedico un espacio para reseñar los trabajos ganadores del Nobel de Medicina, como es costumbre también, suelen ser avances en materia de investigación y biología celular los que se llevan el galardon, por encima de los avances clinicos.

Este 2013 el Instituto Karolinska de Estocolomo ha adjudicado el Nobel en Fisiología o Medicina a 2 norteamericanos y un aleman: James E. Rothman, Randy W. Scheckman y  Thomas C. Südhof, por sus trabajos conjuntos sobre el tráfico vesicular intracelular, que constituye una de las vías más importantes para la producción, liberación y transporte de numerosas sustancias, especialmente los neurotransmisores, sustancias que median la comunicación entre las neuronas.

Para ello, las células que producen sustancias las almacenan en vesículas, que no son mas que pequeñas esferas recubiertas de membrana, cuando se requiere liberar la sustancia al exterior, las vesículas se desplazan hasta la membrana celular y se fusionan, cual gotas de aceite, para que dicha sustancia se libere, este proceso se conoce como exocitosis.

Ejemplo de exocitosis, una vesícula intracelular  vierte su conenido hacia afuera

James Rothman es un investigador norteamericano, quien estudió física en Yale, posteriormente obtuvo el doctorado en bioquímca en Hardvard, e hizo una estancia post-doctoral en el Tecnológico de Massachussets.

En cuanto a Randy Scheckman, también estadounidense, hizo un pregrado en ciencias moleculares en la UCLA, y recibió el doctorado en la Universidad de Satnford. En su carrera destaca haber sido el editor en jefe de la prestigiada revista Proceedings of National Academy of Sciences (PNAS).

Ambos habían ganado ya el Premio Lasker de investigación biomédica en 2002.

El aleman que completa la terna, Tom Südhoff, estudió Medicina en la Universidad de Aquisgrán, hizo su doctorado en el famoso Instituto Max Plack y eventualmente se mudó a Estados Unidos, donde empezó a trabajar en los principios de la neurotransmisión.

Sus trabajos incluyen las proteinas conocidas como SNARE (Soluble [Neurone Specific Enolase] Attachment REceptor = Receptor soluble fijador de la enolasa neuronal específica). Una enorme familia de proteínas presentes en las membranas celulares, se incluyen unos 60 tipos diferentes de proteinas SNARE.

Originalmente Rothman estuvo trabajando en levaduras cuando descubrió y caracterizó este sistema de proteínas por allá de los 70's, específicamente trabajaba en levaduras con el sistema defectuoso. Descubrió así los primeros 3 de 23 genes hasta ahora conocidos que codifican las SNAREs. Posterirmente Rothman replica este trabajo pero en mamíferos, llevando el proceso más allá.

Südhoff da un tercer paso cuando aplica lo descubierto por ambos en el sistema nervioso, descubriendo también una SNARE conocida como sinaptotagmina, que es sensible al calcio.

Las SNARE funcionan más o menos así: 

En principio las vesículas se desplazan por el citoplasma, hasta colocarse cerca de la membrana celular, ahí, cuando llega un estímulo eléctrico se dispara la cantidad de calcio citoplasmático, la sinaptotagmina responde a este estímulo e induce la siguiente fase:

Otras SNAREs tienen la característica de juntarse de a 3, formando una estructura de cuádruple helice. Las SNAREs involucradas serían la SNAP-25 y la sintaxina-1 que existen en la membrana celular, y la sinaptobrevina (tambien llamada VAMP), que está presente en la membrana de las vesículas intracelulares.

Al juntarse las 4 forman un complejo conocido como trans-SNARE, se entrelazan unas con otras en un mecanismo conocido como la "teoría del zipper", o del cierre.

La teoría del zipper, en las que las SNARE serían como los dientitos de un cierre, para "pegar" la membrana de la vesícula con la membrana de la célula

De este modo, las SNAREs serían las responsables de la fusion de vesículas con membranas, ya que al poseer las mismas cargas tenderían a rechazarse.

Otra forma más sencilla de entender el proceso

Al fusionarse las 2 membranas, se forma el llamado poro de fusión, un agujero por el cual la vesícula vierte su contenido al exterior, ya sea un neurotransmisor, una hormona, o cualquier cosa que a la célula le venga en gana producir.

Numerosas toxinas naturales como la botulina y la toxina del tétanos actúan degradando o bloqueando este grupo de proteínas a nivel neuronal, por lo tanto no hay liberacion de neurotransmisores y el impulso nervioso se corta, el resultado es enfermedades paralizantes como el tétanos.
Además el sistema puede ser blanco de drogas terapéuticas.

PREMIO NOBEL DE MEDICINA 2012

Como es habitual, el Instituto Karolinska con sede en Estocolmo, ha dado inicio a la semana de los Premios Nobel, empezando con el Nobel a Fisiología o Medicina. La tendencia, como ya es costumbre, es nombrar como ganadores a científicos que han trabajado en el ámbito de la biología celular o molecular.

Este 2012 los laureados son el inglés John B. Gurdon y el japonés Shinya Yamanaka.

Sir John Bertrand Gurdon, nacido en 1933, es un biólogo que ha dedicado su trabajo a la transferencia nuclear, esto es, obtner núcleos de células e implantarlos en otras. Gurdon teorizó en los 50's, que una célula madura de cualquier parte del organismo aún tenía en su genoma la información para convertirse en otra célula totalmente distinta del mismo organismo, en ese entonces, cuando la investigación con el ADN aún estaba en pañales, esta téoría fue recibida con mucho escepticismo por la comunidad científica.

Después de todo, existía el dogma de que las células especializadas estaban "condenadas" a ser esa célula y no más, por ejemplo, digamos que una neurona de nuestro cerebro está irreversiblemente destinada a ser una neurona hasta su muerte, sin embargo, Gurdon señalaba que, en las condiciones adecuadas, esa célula podría convertirse en una célula distinta, pues aún tiene el potencial heredado de su célula madre para ser cualquier célula del organismo.

Esto es lo que Gurdon hizo entre 1958 y 1962, en la Universidad de Cambridge, trabajando con ranas del género Xenopus, tomó células del intestino de un renacuajo (las células intestinales son células especializadas), aplicó sus técnicas de transferencia, y extrajo el núcleo de dichas células, para luego implantarlo en células embrionarias de la misma especie: el resultado: estos embriones con el ADN de una célula intestinal dieron origen a renacuajos completamente funcionales y con todos sus diferentes tipos de células.

El experimento de Gurdon, que permite tomar el material genético de una célula adulta cualquiera y así obtener células madre e incluso individuos bien diferenciados

Posterior a sus descubrimientos, Gurdon ha trabajado en la transferencia de ARN mensajero, y en la diferencición de las células pluripotenciales. Los trabajos de Gurdon serían base para los procesos de clonación en los siguientes años a su descubrimiento.

Por su parte, Shinya Yamanaka es un médico japonés nacido en 1962, cuyos trabajos se han orientado al estudio de las células madre.

Durante años ha existido la controversia del empleo de células madre en la investigación biomédica, ya que solo era posible obtenerlas mediante el sacrificio de embriones, lo cual conllevaba un dilema ético y moral muy fuerte.

Yamanaka empezó a trabajar en lo que se denomina células pluripotenciales inducidas, el japonés había estado buscando los genes que pudieran mantener "inmaduras" a las células madre, es decir, evitar que se especializaran en un tipo de células adultas, si de alguna manera fuera posible hacer que las células mantuvieran activos estos genes, o bien que una célula adulta los reactivara, podría obtenerse una célula madre pluripotencial a partir de casi cualquier célula adulta.

Los genes que caracterizaban a las células madre se fueron describiendo en el transcurso de los años, siendo 4 los genes principales: Oct3/4, SOX2, c-Myc y Klf14, Shinya Yamanaka empezó a trabajar en ello en 2006 desde su departamento en la Universidad de Kyoto, tratando de encontrar la forma de hacer que una célula adulta activara estos genes, para ello, hizo uso de las técnicas de transfección, en la cual introdujo los genes aislados a las células mediante el uso de retrovirus.  Lo intentó en muchas combinaciones, y al final la "receta" ideal fue muy simple: bastó con poner los 4 genes juntos en la célula y ésta los expresó exitosamente.

Usando fibroblastos humanos (un tipo especial de células del tejido conectivo), como blanco de sus pruebas, Yamanaka logró convertirlos a células madre humanas pluripotenciales en 2007. Considerando que los fibroblastos pueden ser obtenidos de una persona adulta de sitios tan accesibles como la piel o la grasa, se evade el debate ético que tanto ha perseguido al empleo de las células madre.

El trabajo de Yamanaka: el uso de virus para introducir los genes que convierten a una célula adulta en una célula madre indiferenciada

Las aplicaciones de los trabajos de Gurdon y Yamanaka aún estan más allá de la realidad, pero no por ello lejanas o imposibles, es de pensarse lo que se podría hacer, por ejemplo, si una persona está enferma. y requiriera digamos, de un transplante, se podría tomar una muestra de sus células, tal vez una biopsia de piel, un proceso mínimamente invasivo y convertirlas en aquellas células sanas que el individuo necesite.

Enhorabuena a los ganadores

PREMIO NOBEL 2011 DE FISIOLOGIA Y MEDICINA

Hace unas horas el Instituto Karolinska de Estocolmo dio a conocer a la triada ganadora de este año del Premio Nobel de Fisiología y Medicina, el máximo galardón entregado en nuestro campo científico, y fiel a la tendencia de los ultimos años, han sido los avances en investigacion, y no los avances clínicos, los que se hacen acreedores a la disticnion.

Tambien fiel a un costumbre autoimpuesta, normalmente me encargo de divulgarlo apenas me entero, y desde 2005 me hago eco de la noticia en lo diferentes medios que he tenido: metroflog, blogs, redes sociales, foros, e incluso en una revista médica (Aorta-Medic, Nov-Dic 2009, Año 1, Vol. 1, pp 22-23). Este año estoy con este blog, asi que era obligación colgar la noticia en un post.

LOS GANADORES
Este año los gandores fueron Bruce Beutler, Jules Hoffmann y Ralph Steinman por sus avances en el campo de la inmunología.

Bruce Beutler

Beutler es profesor y director del Departamento de Genética del Instituto de Investigación de Scripps en La Jolla, California, EE.UU. Su padre, Ernest Beutler, un hematólogo y médico genetista. A lo largo de su juventud, Beutler desarrolló un interés tardío por las ciencias biológicas.



Molecula de Etanercept



Beutler es conocido principalmente por ser pionero en estudios de los mecanismos moleculares y genéticos asociados a la autoinmunidad. Él fue el primero en aislar de un ratón, un factor génico tipo citocina de laal que llamó factor alfa de necrosis tumoral (TNF) si bien el TNF fue descubierto casualmente por William Coley (1893) que observó que en los pacientes con cáncer que desarrollaban un infección bacteriana se inducía una necrosis tumoral, Beutler fue el primero en demostrar el potencial inflamatorio de la citocina, probando su importante función en las células tumorales, las cuales son destruidas por el TNF (necrosis).



 A nivel del hipotálamo, el TNF alfa suprime el apetito, cuando hay una fuerte reaccion inflamatoria, como en el cancer, artritis o muchos padecimientos crónicos, provoca pérdida de peso, uno de los datos más importantes.

Consecuentemente, Beutler creó mediante ingenieria genética recombinante, y fusionando una parte del alfa TNF con inmunoglobulina G (IgG) humana, una proteina quimérica usada como medicamento, conocido como Etanercept en el tratamiento de la artritis reumatoide, enfermedad de Crohn y psoriasis así como otros tipos de inflamaciones crónicas sistémicas.

Usando al mismo TNF, Beutler descubrió tambien el mecanismo por el cual los lipopolisacáridos (LPS) bcterianos (componentes de su  membrana), desencadenan una respuesta inflamatora defensiva, activando precisamente al TNF alfa.

Asimismo, descubrió la clave de la sensibilidad de los mamíferos a las infeciones, demostrando que uno de los receptores "Toll" -en la membrana celular- el TLR4, forma parte del complejo receptor de los LPS.

Los receptores TLR deectan y reconocen tipos específicos de LPS bacterianos, y activan las respuestas inmunes.

Jules Hoffmann

Jules Alphonse Hoffmann es un biólogo franco-luxemburgués y profesor de la Universidad de Estrasburgo.En 1978 tomo un puesto como profesor de zoología y biología general en Estrasburgo. La investigación de Jules Hoffmann se ha centrado continuamente en los estudios del desarrollo y de las reacciones de defensa de los insectos.

Desde 1990, él y los miembros de su laboratorio han explorado los mecanismos potentes antimicrobianos de la mosca Drosophila como un paradigma para las defensas inmunitarias innatas. Tiene el mérito  particular de haber desentrañado el papel de los receptores "Toll" en la lucha contra las infecciones. Hoffmann ha sido autor o coautor de 250 publicaciones y editado varios volúmenes.

Ralph Steinman

Ralph Marvin Steinman  fue un inmunólogo e investigador en biología celular en la Universidad de Rockefeller. Completó su formación médica como residente del Hospital General de Massachusets

En 1973 acuñó el término de "célula dendrítica" para un grupo de celulas con prolongaciones ramificdas, mientras trabajaba en su postdoctorado en el laboratorio de Zanvil A. Cohn y en la Universidad.

Steinman y Cohn sugirieron que si bien las celulas dendriticas forman parte de la inmnidad innata, siendo capaces de fagocitar (literalmente "comerse") microorganismos patógenos, su función principal es procesar material antigénico (proteinas de microorganismos), devolverlo a su superficie y presentarlo a las células especializadas del sistma inmunitario adaptativo (para generar anticuerpos contra esas proteinas, y por lo tanto, contra los microorganismos que las poseen).

Al principio, la hipótesis de Steinman sobre el papel clave de las células dendríticas en la generación de respuesta inmunitaria no fue muy aceptada, pues algunos científicos las consideraban irrelevantes o incluso un artefacto experimental. Para vencer este escepticismo, Steinman y otros investigadores continuaron trabajando en las células dendríticas, estudiando las proteínas superficiales y la función. Después de una serie de experimentos, Steinman pudo demostrar que las células dendríticas eran entre 100 y 1000 veces más eficaces para iniciar la respuesta inmunitaria que otras celulas con funcion similar.

MUERE SIN RECIBIR PREMIO

Sin embargo, poco después del anuncio del Premio Nobel, la Universidad Rockefeller informó que Steinman acaba de fallecer el 30 de septiembre, esto es, hace apenas 3 días.

A Steinman le diagnosticaron cáncer pancreático hace cuatro años y falleció tres días antes del anuncio del premio, dijo la universidad en la que laboraba el canadiense.

Normalmente los premios Nobel no se entregan en forma póstuma. Goran Hansson, miembro del comité sueco, no sabía que Steinman había muerto cuando lo eligió como ganador y está revisando las normas que regulan los galardones.

Enhorabuena a los ganadores, Decanse en Paz Ralph Steinman.