Nuestro tráfico celular de cada día

El premio Nobel de fisiología o medicina fue otorgado a tres investigadores, en palabras de la Real Academia de Suecia, por sus descubrimientos de la maquinaria que regula el tráfico vesicular, el mayor sistema de transporte en nuestras células. Los galardonados fueron tres norteamericanos, James Rothman (nacido en 1947), de la Universidad de Yale, Randy Schekman (nacido en 1948), de la Universidad de California en Berkeley, y Thomas C Sudhof (nacido en Alemania en 1955), de la Universidad de Stanford.

Para comprender la importancia del trabajo de los nombrados, primero tenemos que sumergirnos en un mundo microscópico. Nuestro cuerpo -así como también las plantas, los animales y toda criatura viviente de nuestro planeta- está formado por millones de células, las unidades básicas de la vida. La complejidad del cuerpo humano se debe en gran parte al alto grado de especialización de nuestras células: tenemos más de doscientos tipos de ellas, entre las que se cuentan las neuronas, que transmiten información por todo el organismo y almacenan memorias en el cerebro; los hepatocitos, que protegen de sustancias toxicas; las células del páncreas que producen insulina, y los cardiocitos que mantienen el ritmo del corazón. La gran variabilidad de las células abarca tanto su morfología y su tamaño como sus funciones.

Pero a pesar de sus diferencias, todas las células tienen algunos mecanismos en común relacionados con sus funciones básicas, una de las cuales es el transporte o tráfico intracelular. Las células son capaces de producir componentes de su propia estructura, particularmente miles de proteínas. Pero esas proteínas, así como otras moléculas clave para la vida de la célula, deben ser transportadas en el momento adecuado desde su punto de origen hasta su lugar exacto de destino dentro de la misma célula. De ahí la importancia del tráfico intracelular, realizado por mecanismos que están regulados con la mayor precisión para evitar errores que serian desastrosos. Los investigadores premiados estudiaron en detalle dichos mecanismos.

Para llevar a cabo el tráfico en cuestión, las células hacen uso de unos pequeños medios de transporte conocidos como vesículas. Podemos imaginar las vesículas como minúsculas burbujas que llevan carga en su interior o en su superficie, que salen de un compartimento celular interno -como el retículo endoplásmico, donde se produce gran parte de las proteínas celulares- y se dirigen a otro sitio dentro de la célula, en el que esa carga es requerida. Así, la insulina -que químicamente es una proteína generada dentro de las células pancreáticas- resulta transportada por las vesículas a la superficie de esas células, sale de ellas y se distribuye al resto del cuerpo por el torrente sanguíneo. El mecanismo regulatorio conduce las vesículas cargadas de manera precisa desde el lugar donde las proteínas se forman (o sintetizan), en el que las cargan, hasta el lugar en que deben entregarlas, en el que las descargan.

Schekman

Randy Schekman

Schekman estudio los procesos de regulación del tráfico en unos organismos sencillos, las levaduras (Saccharomyces cerevisiae), que son los hongos responsables de la fermentación del pan, la cerveza y el vino. Aunque simples, tienen muchas características en común con nuestras células, lo que le permitió identificar y describir un gran número de los componentes que intervienen en la regulación de su tráfico vesicular. Sus investigaciones significaron un gran aporte a la industria biotecnológica, pues permitieron obtener en gran escala productos farmacológicos, entre otros insulina, interferón y la vacuna contra la hepatitis B.

Rothman

James Rothman

Por su lado, Rothman estudio el transporte celular de los mamíferos y descubrió un grupo de proteínas especializadas que asegura la llegada de la carga de las vesículas al lugar correcto. Están en la superficie de las vesículas y reconocen a otras proteínas solo presentes en la ubicación de destino, lo que permite que las membranas de la vesícula y del sitio de descarga se fusionen como si fueran dos gotas de aceite. Así, la carga termina donde debía llegar.

Sudhof

Thomas Sudhof

Sudhof investigo células nerviosas o neuronas, que transmiten información por procesos electroquímicos en que intervienen los neurotransmisores, unas moléculas también transportadas a destino por vesículas. Los neurotransmisores se acumulan en los axones, fibras nerviosas que se encuentran en uno de los extremos de las neuronas. Cuando les llega el impulso nervioso, las vesículas se fusionan con la membrana del axón y liberan gran cantidad de neurotransmisores, los cuales se dirigen a la puerta de entrada de la siguiente neurona, una prolongación conocida como dendrita. Se inicia así una secuencia de señales que prolongan el impulso y en corto tiempo le permiten cubrir grandes distancias, como la que existe del cerebro a la punta de los dedos del pie. Sudhof describió como se regula la liberación de los neurotransmisores en el espacio entre axones y dendritas, conocido como sinapsis. El mecanismo que descubrió guarda gran similitud con el que describieron Rothman y Schekman.

Los procesos del transporte vesicular también participan activamente en el funcionamiento de nuestro sistema inmune, que nos protege ante invasiones de virus, bacterias, hongos y parásitos. Cualquier perturbación de sus delicados mecanismos puede llevar a consecuencias graves para el organismo, lo que sucede en ciertas enfermedades neurológicas, la diabetes o determinados trastornos inmunológicos. Por eso, los hallazgos de los premiados han permitido entender mejor el origen de numerosas enfermedades relacionadas con defectos en el funcionamiento del transporte por vesículas.

Nota publicada en la Revista Ciencia Hoy, Volumen 23, Número 136, diciembre 2013/enero 2014, páginas 49-50.

Copyright © 2012 – 2017 Alberto Díaz Añel

Anuncios

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s