El Premio Nobel 2013 de Fisiología y Medicina ha sido otorgado a James E. Rothman, Randy W. Schekman y Thomas C. Südhof por "sus descubrimientos en la regulación de la maquinaria de tráfico de vesículas, cuyos mecanismos de transporte intracelular son esenciales al normal funcionamiento de nuestras células". Estos estudios representan un avance esencial en nuestra comprensión de cómo las células de nuestro cuerpo generan y organizan un sistema de transporte tremendamente complejo para el movimiento de moléculas dentro de vesículas, que actúan como transportadores a diferentes destinos dentro y fuera de la célula.<BR><BR>"Sin esta organización maravillosamente precisa nuestras células caerían en un absoluto caos". (La Fundación Nobel, 07 de octubre 2013.)
El premio refleja "una problema fundamental de la biología celular" que fue abordado por estos investigadores en tres formas muy diferentes. En un artículo ya histórico publicado en agosto de 1980, el laboratorio de Randy W. Schekman (Universidad de California, Berkeley, EE.UU.) identificó mediante un rastreo genético en levaduras tres clases de genes que controlan diferentes aspectos del tráfico de vesículas intracelular. Junto con el investigador Peter Novick, describieron estos 23 genes y establecieron entonces el primer mapa molecular de la secreción en eucariotas. Durante esta misma década, James E. Rothman (Universidad de Yale, EE.UU.) estudiando la formación del aparato de Golgi, el orgánulo secretor por excelencia, descubrió unos complejos de proteínas que actúan cómo unidades de acoplamiento y fusión de estas vesículas de transporte con las membranas diana. Mientras tanto, Thomas Südhof, entonces en el laboratorio de ReinhardtJahn en el Instituto Max-Planck de Neurofisiología, y el laboratorio de Richard Scheller en la Universidad de California en San Francisco, caracterizaron una serie de proteínas presentes en las vesículas y membranas sinápticas mientras estudiaban el proceso de liberación de neurotransmisores. Hacia 1990, el campo de transporte intracelular alcanzó un momento de epifanía: las proteínas aisladas por Schekman y Rothman formaban parte del mismo mecanismo que regulaba la fusión sináptica y la liberación de neurotransmisores que estudiaban Südhof, Jahn y Scheller. Estos complejos de fusión se localizan tanto en la vesícula de transporte como en la membrana de destino y se unen en combinaciones altamente específicas, asegurando la entrega precisa de la carga transportada a lugares concretos de la célula. Por tanto, el premio a Schekman y a Rothman reconoce el descubrimiento de la maquinaria fundamental de la fusión de vesículas de transporte en levaduras y mamíferos. De hecho, algunos de estos trabajos fueron realizados en colaboración por ambos laboratorios. Sin embargo, todavía se desconocía cómo esta maquinaria estaba regulada dinámicamente. Durante la década de 1990, el laboratorio de Thomas Südhof (Universidad de Stanford, EE.UU.) reveló cómo esta maquinaria de fusión está finamente regulada por el impulso eléctrico en la sinapsis y calcio en células neuronales. Sus estudios identificaron las señales que instruyen las vesículas de neurotransmisores para unirse y fusionarse a membranas presinápticas, determinando de este modo el mecanismo de temporización en la liberación de neurotransmisores durante la sinapsis neuronal.
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| Cómo se transporta y distribuye la carga molecular de una forma absolutamente precisa dentro de la célula es esencial para el normal funcionamiento de nuestras células y por tanto de nuestro organismo |
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Estos estudios consolidan una línea de trabajo que comenzó con los experimentos de George Palade, Albert Claude y Christian de Duve, Premios Nobel de Fisiología y Medicina en 1974 por sus investigaciones pioneras sobre cómo la célula se organiza y está compartimentada, y quienes establecieron una nueva rama de investigación: la biología celular. Las investigaciones de G. Palade principalmente, determinaron que el tráfico de proteínas secretoras se lleva a cabo utilizando pequeñas vesículas rodeadas de membrana que surgen de unas membranas y se fusionan con otras. Más tarde, Günter Blobel fue premiado en 1999 con el Premio Nobel de Fisiología y Medicina por sus descubrimientos sobre cómo las proteínas poseen una serie de señales intrínsecas que gobiernan su localización y transporte específico en la célula. Sin embargo, faltaba por identificar cómo esta maquinaria de transporte funciona de forma tan absolutamente precisa.
En suma, los trabajos premiados este año, que son el tercer premio Nobel que se adjudica en el área del tráfico intracelular de proteínas, han proporcionado la base de nuestro conocimiento actual del tráfico de vesículas intracelulares, en la que muchos laboratorios seguimos trabajando activamente hoy día. Cómo se transporta y distribuye la carga molecular de una forma absolutamente precisa dentro de la célula es esencial para el normal funcionamiento de nuestras células y por tanto de nuestro organismo. Es más, defectos asociados a estos mecanismos celulares son la base en enfermedades importantes asociadas al sistema nervioso, el sistema endocrino como la diabetes, y determinados trastornos del sistema inmune.
Este premio reconoce además un derecho fundamental de la investigación básica, y desgraciadamente muy cuestionado en la actualidad, de realizar estudios sin la necesidad urgente de encontrar aplicaciones inmediatas o resolver un determinado problema médico. De hecho, no estaba claro la importancia biomédica de estos estudios cuando se realizaron, esto es, se concibieron sin el objetivo expreso de obtener una aplicación médica o comercial inmediata, si no por el puro, simple, innato y terriblemente humano instinto de conocer. Es más, Rothman destacó recientemente que los primeros estudios se llevaron a cabo en un momento en el que "la idea era nuestro único límite, podíamos tomar todo tipo de riesgos independientemente de lo difícil que fuesen" ("your idea was the only limit, any risk could be taken no matter how difficult").
