El Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2021 se otorga a David Julius y Ardem Patapoutian por sus descubrimientos de transductores térmicos y mecánicos para la temperatura y el tacto..

Publicado en Nobelprize.org, el 4 de octubre de 2021.

El Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2021 se otorga a David Julius y Ardem Patapoutian por sus descubrimientos de transductores térmicos y mecánicos.

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. En nuestra vida diaria damos por sentadas estas sensaciones, pero ¿cómo se inician los impulsos nerviosos para que se puedan percibir la temperatura y la presión? Esta cuestión ha sido resuelta por los premios Nobel de este año.

David Julius (foto de portada a la dcha.) utilizó capsaicina, un compuesto picante de los chiles que induce una sensación de ardor, para identificar un sensor en las terminaciones nerviosas de la piel que responde al calor. Ardem Patapoutian (foto de portada a la izda.) utilizó células sensibles a la presión para descubrir una nueva clase de sensores que responden a estímulos mecánicos en la piel y los órganos internos. Estos descubrimientos revolucionarios lanzaron intensas actividades de investigación que llevaron a un rápido aumento en nuestra comprensión de cómo nuestro sistema nervioso percibe el calor, el frío y los estímulos mecánicos. Los galardonados identificaron los eslabones faltantes críticos en nuestra comprensión de la compleja interacción entre nuestros sentidos y el medio ambiente.

La cuestión de cómo percibimos el mundo físico a través de la sensación somática ha fascinado a la humanidad durante milenios. Durante la primera mitad del siglo XX, quedó claro que la temperatura y la presión activan diferentes tipos de nervios en la piel. Sin embargo, la identidad de los transductores moleculares responsables de detectar y convertir el calor, el frío y el tacto en impulsos nerviosos en el sistema nervioso sensorial siguió siendo un misterio hasta los descubrimientos galardonados con el Premio Nobel de este año.

David Julius deseaba identificar el objetivo celular de la capsaicina, el ingrediente picante de los chiles, ya que creía que esto podría proporcionar información fundamental sobre los mecanismos del dolor. Usó una biblioteca de ADNc de neuronas sensoriales en una pantalla funcional para buscar un gen que pudiera conferir sensibilidad a la capsaicina a las células que normalmente no respondían. La pantalla identificó un ADNc que codifica un canal iónico novedoso (ahora llamado TRPV1) que pertenece a la familia de canales iónicos potenciales de receptores transitorios. Es importante destacar que se demostró que TRPV1 se activa por temperaturas percibidas como dolorosas. Tras el descubrimiento de TRPV1, David Julius y Ardem Patapoutian hicieron de forma independiente otro avance importante con el descubrimiento de TRPM8, un receptor sensible al frío relacionado.Posteriormente se identificaron varios receptores TRP adicionales y se demostró que transducen información térmica en el sistema somatosensorial. Por lo tanto, el descubrimiento seminal de TRPV1 por David Julius abrió la puerta a una comprensión molecular de la termosensación.

Ardem Patapoutian utilizó una pantalla funcional de genes candidatos expresados ​​en una línea celular mecanosensible para identificar los canales iónicos activados por estímulos mecánicos. Se identificaron dos canales iónicos activados mecánicamente, llamados PIEZO1 y PIEZO2, y se demostró que representan una clase completamente nueva de canales iónicos que funcionan como sensores mecánicos. Es importante destacar que Patapoutian también demostró que PIEZO2 es el principal transductor mecánico en los nervios somáticos y es necesario para nuestra percepción del tacto y la propiocepción. En trabajos posteriores, descubrió los roles centrales de PIEZO1 y PIEZO2 para muchas funciones fisiológicas adicionales. El trabajo de los dos galardonados ha desvelado uno de los secretos de la naturaleza al explicar la base molecular para sentir el calor, el frío y la fuerza mecánica, que es fundamental para nuestra capacidad de sentir,interpretar e interactuar con nuestro entorno interno y externo.