Premi Nobel de Medicina per a l'adaptació de les cèl·lules a la disponibilitat d'oxigen

2019/10/07 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Sariak
• Medikuntza
• Anatomia/Fisiologia

L'adaptació a la disponibilitat d'oxigen és el mecanisme bàsic de la vida. Per tant, la clarificació de les claus d'aquest mecanisme ha estat fonamental per a conèixer la fisiologia cel·lular, així com per a millorar la comprensió i el desenvolupament de tractaments per a combatre certes malalties com l'anèmia i el càncer. Per tot això, l'Institut Karolinska ha decidit lliurar-los el Premi Nobel de Fisiologia o Medicina d'enguany.

En la comunicació es recorden els passos anteriors que van portar a aquest descobriment. De fet, Otto Warburg va rebre el premi Nobel en 1931 pel procés enzimàtic pel qual les cèl·lules obtenen energia. En 1938 va ser donada a Corneille Heyman per demostrar com el cos mesura la pressió sanguínia i el nivell d'oxigen i com transmet aquesta informació al cervell.

XX. Des de començaments del segle XX se sabia que un dels principals mecanismes de resposta a la hipòxia és l'augment de l'hormona EPO. Això augmenta la producció de glòbuls vermells. No obstant això, no sabien com el nivell d'oxigen controla aquest mecanisme.

I això és el que va analitzar Gregg Semenza. Concretament va investigar el gen de l'EPO i com regula el gen el canvi dels nivells d'oxigen. Per a això va utilitzar ratolins genèticament modificats, identificant fragments d'ADN pròxims al gen de l'EPO. La seva activitat depèn de la hipòxia.

També Sir Peter Ratcliff va investigar la regulació del gen de l'EPO en relació amb l'oxigen, i els grups de recerca de tots dos van observar que aquest mecanisme no està només en les cèl·lules en les quals es genera l'EPO, és a dir, en els ronyons. Per contra, van demostrar que està present en gairebé tots els teixits del cos.

A més, Semenza va identificar el complex HIF. Va descobrir que el complex HIF s'associa als fragments d'ADN anteriorment identificats, i va descobrir els gens que ho codifiquen. Coneixien cada vegada millor el mecanisme molecular que s'activa en la hipòxia.

Recerca complementària d'una malaltia hereditària

En la mateixa època, William Kaelin investigava una malaltia hereditària, von Hippel-Lindau (VHL). Les persones amb aquesta mutació tenen un alt risc de patir certs càncers.Kaeline va demostrar que la proteïna que codifica el gen VHL impedeix l'aparició del càncer i que els que el tenien mutat, al seu torn, havien augmentat l'expressió dels gens que regulen la hipòxia. Així que va veure que el VHL tenia alguna influència en la resposta a la hipòxia.

Finalment, Rartcliff va demostrar en què consisteix aquesta influència. Així, pas a pas, es va aclarir el mecanisme molecular de com les cèl·lules mesuren el nivell d'oxigen i s'ajusten a la seva utilitat.

Aquest mecanisme és clau per al funcionament del cos, per exemple, durant l'exercici intens, en el desenvolupament dels vasos sanguinis i placenta del fetus, i en el sistema immunitari. També influeix en moltes malalties. Per exemple, els malalts renals crònics tenen sovint una anèmia greu a causa de l'escassetat d'EPO. En els tumors, el mecanisme regulat per oxigen s'utilitza per a la creació de nous vasos sanguinis i la proliferació de cèl·lules canceroses. Per tant, són molts els investigadors que estan estudiant com incidir en aquest mecanisme.