Nobel al conocimiento de la adaptación celular al oxígeno

Las investigaciones de estos tres médicos han permitido ahondar en el conocimiento sobre cómo las células se adaptan a los cambios en el nivel de oxígeno. Los académicos suecos reconocen este año los mecanismos moleculares que subyacen a los cambios celulares ante estas variaciones, una función esencial para la supervivencia.

Según han destacado durante el anuncio del galardón, el mecanismo que funciona como sensor celular del oxígeno es clave en la aparición de diversas enfermedades y a partir de su conocimiento han podido desarrollarse nuevas estrategias para luchar contra la anemia y el cáncer, entre otras.

Estos hallazgos de William G. Kaelin, del Instituto del Cáncer Dana-Farber en la Universidad de Harvard; Peter J. Ratcliffe, de la Universidad de Oxford y director de Investigación Clínica en el Instituto Francis Crick, y Gregg L. Semenza, director del Programa de Investigación Vascular en la Universidad Johns Hopkins, también fueron reconocidos en 2016 con el Premio Lasker en Medicina Básica en 2016.

A principios de los años 90, Semenza y Ratcliffe investigaban el mecanismo por el que la hipoxia estimula la actividad del gen de la eritropoyetina. En colaboración con otros investigadores, identificaron una secuencia de ADN que es necesaria para la activación dependiente de hipoxia.

HIF entra en escena

Semenza mostró que una proteína del núcleo, a la que denominó HIF-1 (factor 1 inducible por hipoxia) se adhiere a esta región de control del ADN, pero sólo cuando las células experimentan hipoxia. Además, estimula los genes adyacentes.

Por su parte, Ratcliffe, encontró que el mecanismo que actuaba como sensor del oxígeno estaba presente prácticamente en todos los tejidos, no solo en las células renales donde se produce normalmente la eritropoyetina. Ese descubrimiento fue clave para desvelar que el mecanismo se encontraba en muchos tipos celulares diferentes.

Junto a otro investigador, Guang Wang, Semenza purificó HIF-1 y observó que posee dos proteínas parejas: HIF1alfa y HIF-1 beta. El componente HIF-1alfa era nuevo y consiguieron aislar el gen que lo codifica en células humanas. Además, vieron que esta proteína desaparecía rápidamente cuando la disponibilidad de oxígeno pasaba a ser alta.

Con el paso de los años Semenza y Ratcliffe fueron agrandando la lista de genes inducidos por hipoxia. Por ejemplo, Semenza demostró en 1996 que HIF-1 activa el gen que codifica uno de los componentes clave de la angiogénesis, el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF).

Pero aún faltaba una pieza clave del puzle: qué es lo que hace que HIF-1 cambie en función de la disponibilidad de oxígeno. En ese punto entraron en escena los hallazgos de Kaelin, que investigaba un síndrome genético raro: la enfermedad de Von Hippel-Lindau (VHL), que se caracteriza por la aparición de múltiples tumores compuestos por nuevos vasos sanguíneos inapropiadamente formados.

Kaelin descubrió quela proteína VHL ayuda a eliminar los compuestos asociados a la hipoxia cuando hay oxígeno en abundancia. Ratcliffe ató el siguiente cabo: vinculó VHL a la desaparición de HIF-1 en condiciones de mucho oxígeno.

 

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