¿Que premió el Nobel de Medicina 2016?

Siguiendo la tradición anual de los premios Nobel, iniciada hace 115 años por voluntad final de Alfred Nobel...

10 de octubre, 2016

Siguiendo la tradición anual de los premios Nobel, iniciada hace 115 años por voluntad final de Alfred Nobel, se anunció primero al ganador del Nobel de Medicina, que para estos momentos muchos ya estamos enterados que se trata del Profesor en Biología Yoshinori Ohsumi, por su trabajo en el estudio de la autofagia celular y los genes que la dirigen.

Quizás al leer o escuchar sobre esta noticia se nos diera una corta explicación sobre qué es la autofagia, que basándose en su etiología, ésta seria: comerse (fagia) a uno mismo (auto). En la mayoría de los casos se describe como un sistema de reciclaje o limpieza de residuos de la célula, el cual está implicado en enfermedades como el envejecimiento, las infecciones, el cáncer y las neurodegenerativas.

Sin embargo, es justo tener una idea un poco más a fondo de porqué es vital este proceso en las células y la razón de su gran importancia como para darle un Nobel.

Una célula eucariota, aquella con un núcleo y organelos como las nuestras (animales), junto a plantas y hongos, es una compleja maquinaria que requiere toda una serie de elementos bioquímicos para funcionar, tales como las proteínas, lípidos (grasas), carbohidratos (azucares) y ácidos nucleicos (como el ADN y ARN).

Estos elementos no los toma enteros del exterior la célula, sino que solo adquiere los componentes básicos que los forman y después dentro de la célula crea estos elementos. Por ejemplo en los animales al comer una proteína, la digestión la separa en sus componentes: los aminoácidos, los cuales son los que toman las células para hacer la proteína que necesiten.

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Así, a primera vista la función más lógica de la autofagia sería la de hacerse de los componentes básicos que necesita para "nutrirse", cuando una célula se encuentra en una situación de "hambruna" que amenaza su vida; al reciclar en primera estancia a las proteínas de la propia célula, degradándolas en aminoácidos. Curiosamente se descubrió que incluso en condiciones normales las células realizan este reciclaje, e incluso buena parte de los aminoácidos del cuerpo provienen de este proceso.

Siendo esto último el caso, entonces significa que la autofagia debe tener otras funciones y no únicamente la de proveerse de componentes para crear elementos.

Durante años se creyó que las proteínas dentro de una célula viva se mantienen iguales sin cambios indefinidamente y que su reciclaje no tenía un rol importante, sin embargo se descubrió desde los 70's que las proteínas constantemente están siendo degradas, con una vida útil desde pocos minutos a más de 100 días, siendo reemplazadas totalmente en el cuerpo cada uno a dos meses. Así que de alguna forma es esencial haya siempre un equilibrio constante entre la degradación y creación de proteínas dentro la célula.

Quizás nos preguntemos hasta qué punto es importante ese equilibrio y qué podría salir mal. Es fácil entender como una excesiva degradación de proteína es un desperdicio de la limitada energía con que cuenta la célula. Pero por qué poca degradación es también indeseable, se debe a que una acumulación de ciertas proteínas puede alterar muchas funciones importantes, se sabe que esto ocurre en las neuronas de varias enfermedades neurodegenerativas, en células del hígado enfermas y tumores cancerígenos, ya que las proteínas al dañarse pueden cambiar su forma, enmarañarse unas con otras para crear bloqueos e incluso hacer que otras proteínas alteren su estructura.

El mal de Alzheimer es un posible ejemplo, donde parece que es causado por grandes depósitos en las neuronas de una proteína llamada beta-amiloide, que forma placas que lesionan y con el tiempo, matan a ciertas neuronas del cerebro. Otro sería el mal de las "Vacas Locas", donde una proteína defectuosa contagia a otras proteínas su defecto, en una cascada infecciosa.

No obstante, todavía hay más funciones implicadas con la autofagia, una importante es la de eliminar organelos dañados enteros. Así como el cuerpo humano tiene órganos, las células eucariotas tienen también órganos internos que se les denominan como organelos, siendo los más conocidos la mitocondria, el ribosoma o el aparato de Golgi. En caso de que uno de estos se dañara y no realizara su función, sería sumamente nocivo se llenara el interior de la célula de organelos dañados, haciendo necesario eliminarlos para que pueda crear otros nuevos y sustituirlos.

Otra función es la de ser un mecanismo de defensa, al eliminar cualquier virus o bacteria que penetre al interior de la célula.

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A pesar de entender la importancia de la autofagia y porque es necesaria, el Nobel fue dado al Profesor Yoshinori Ohsumi porque logro develar el sistema genético que regula este proceso. Esto fue posible después de años estudiando a la humilde levadura de cerveza (saccharomyces cerevisiae), un modelo celular eucariote muy usado por su facilidad para manipular su genética, permitiéndole identificar los más de 37 genes que lo controlan, conocidos como ATG y que comparten las levaduras con los animales. Estos genes dirigen la formación de la "burbuja" (autofagosoma) dentro la cual ocurre la degradación de elementos, las enzimas (proteasas) que realizan la degradación y que tipo de esta última es más adecuado.

Comprender este sistema de control de un proceso tan esencial, podría conducir a alguna manera de evitar o tratar con más eficacia condiciones que lamentablemente son cada vez más comunes, como el cáncer, Parkinson y Alzheimer.

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Fuentes

Historical landmarks of autophagy research

Cell Research (2014) 24:9–23. doi:10.1038/cr.2013.169;

http://www.nature.com/cr/journal/v24/n1/full/cr2013169a.html

Anomalías estructurales en la enfermedad de Alzheimer

http://www.iqb.es/neurologia/enfermedades/alzheimer/enfermedadprofesional/ep006.htm

La levadura de la cerveza y… del laboratorio

http://seresmodelicos.csic.es/llevat.html

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