Una mirada a la ingeniería de la vida

ESTOCOLMO (DPA).- El Premio Nobel de Química 2003 fue concedido a los estadounidenses Peter Agre y Roderick MacKinnon por sus descubrimientos sobre los canales de agua y los canales iónicos de las membranas celulares, anunció ayer la Real Academia Sueca de Ciencias.

Peter Agre, de 54 años, es actualmente profesor de química biológica en la Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, en Baltimore. Roderick MacKinnon, de 47, trabaja como profesor de neurobiología molecular y biofísica en la Universidad Rockefeller de Nueva York.

Los hallazgos de ambos investigadores abrieron nuevas áreas completas de investigación bioquímica y biológica. "Son descubrimientos de fundamental importancia para la comprensión de los procesos de la vida -afirmó Bengt Norden, jefe del Comité de Química del Premio Nobel-, no sólo en los seres humanos, sino también en los organismos superiores, en bacterias y plantas."

La máxima distinción científica está dotada este año con un premio de diez millones de coronas suecas (1.300.000 dólares), que ambos investigadores compartirán por partes iguales. Será entregada en Estocolmo el 10 de diciembre, aniversario del fallecimiento del creador del premio, Alfred Nobel.

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Según cómo se lo mire, los seres humanos somos poco más que agua salada, ingrediente que ocupa el 70% de nuestro organismo.

Este detalle fundamental tal vez ayude a hacerse una idea de la importancia que revisten los trabajos que este año se premian con el Nobel de Química: al describir la estructura de los diminutos poros que en la membrana de las células abren y cierran el paso, precisamente, al agua y a las sales, Peter Agre y Roderick MacKinnon ofrecieron una visión fascinante de la ingeniería de la vida. En este escenario, las células son como fortalezas celosamente guardadas por canales, esclusas y válvulas que sólo conceden permiso de entrada y salida de acuerdo con estrictos criterios de selección.

"Estos descubrimientos permiten una comprensión muy detallada en el nivel molecular de cómo, por ejemplo, los riñones recuperan agua de la orina, y cómo se generan y propagan las señales eléctricas de nuestras células nerviosas, un conocimiento de gran importancia para comprender muchas enfermedades renales, cardíacas y neurológicas", explica el comunicado de la Real Academia Sueca de Ciencias.

Fallas en los canales iónicos, por ejemplo, conducen a perturbaciones del ritmo cardíaco, epilepsia y, en ciertos casos, a la muerte súbita en jóvenes deportistas. Los fármacos contra la hipertensión y la diabetes actúan, entre otras cosas, sobre algunos de estos canales.

"Los trabajos de Agre y MacKinnon tienen una gran importancia por su universalidad, ya que absolutamente todas las células animales y vegetales tienen estos canales. Son la base de la fisiología celular -explica el doctor Osvaldo Uchitel, que investiga sobre estos temas en el Instituto de Fisiología y Biología Molecular (Ifybime), de la Facultad de Ciencias Exactas-. Es como si hubieran explicado qué son y cómo funcionan las puertas y ventanas de todas las casas, y cómo entran y salen las personas."

Maquinaria fantástica

Hace más de un siglo ya se sospechaba que las células debían tener canales específicos para transportar agua, pero fue sólo en 1988 cuando Agre pudo ponerle nombre y apellido a esta asombrosa estructura celular que sólo le franquea el acceso al agua y que, como tantas cosas en la vida de las células, es una proteína: la acuaporina o AQP.

Agre logró aislarla de la membrana celular y comprobar su función por medio de un sencillo experimento. Puso en una solución acuosa células con AQP en sus membranas junto con otras que no la contenían; mientras las primeras absorbían el agua por osmosis y se hinchaban, las otras permanecían inalteradas. También probó su hipótesis con células artificiales (liposomas ) y mostró que si la proteína se plantaba en sus membranas, éstas se volvían permeables al agua. Miles de millones de moléculas de agua pasan cada segundo libremente a través de un solo canal.

MacKinnon, por su parte, logró resolver otro misterio centenario cuando en 1998 pudo describir con notable detalle, es decir, en el nivel atómico, otro tipo de canales que regulan el ingreso y la salida de sales, llamados iónicos .

Miles de millones de células que se comunican entre sí envían iones (pequeñas moléculas con carga eléctrica, positiva o negativa). Estos desencadenan cascadas de reacciones químicas que entregan mensajes de célula en célula como los corredores de una carrera de relevos entregan la posta a su compañero de equipo.

"Gracias a las contribuciones de estos científicos ahora podemos ver iones fluyendo a través de canales que pueden abrirse y cerrarse", dice el comunicado del Nobel.

"La membrana celular es lipídica (de grasas) y las sales no se mezclan con los lípidos -explica Uchitel-, por lo tanto no pueden atravesarlas. Por eso, toda la comunicación celular tiene que hacerse a través de estos canales, que tienen estructura proteica."

La fantástica maquinaria molecular de los canales iónicos tiene un papel protagónico en el funcionamiento del sistema nervioso y de los músculos. Tanto, que en la actualidad existe todo un nuevo grupo de enfermedades que se conoce con el nombre de canalopatías . "Puede ocurrir, por ejemplo, que los canales dejen pasar más o menos iones de lo que corresponde -detalla Uchitel-. Hoy se sabe que en la epilepsia intervienen alteraciones de los canales de potasio, y que en una célula puede haber centenares de canales diferentes, cada uno de una proteína distinta expresada por un gen diferente. Hay miles de canales de distinto tipo, pero básicamente de calcio, de potasio y de sodio. Por eso son tan importantes estos descubrimientos: a partir del conocimiento de la arquitectura molecular de estas estructuras pueden diseñarse fármacos específicos que ayuden a modularlos."

Por Nora Bär

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