El Nobel de las burbujas

Por Martín Bonfil Olivera
Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM
Publicado en Milenio Diario, 9 de octubre de 2013

Como cada año, el tema de la semana Nobel se impone. Como el de química aún no se anuncia al escribir estas líneas, y del bosón de Higgs ya se ha hablado mucho, tengo la excusa perfecta para centrarme en el de medicina, ganado por James Rothman, Randy Shekman y Thomas Südhof (los primeros dos estadounidenses, el tercero alemán nacionalizado en ese país).

El texto del Comité Nobel afirma que el galardón se les concedió “por sus descubrimientos de la maquinaria que regula el tráfico de vesículas, un importante sistema de transporte en nuestras células”.

¿Tráfico de vesículas? Comencemos por el principio.

Las células no son globos llenos de agua (o de “protoplasma”, como le enseñaban a nuestros abuelos), con un núcleo y algunas otras menudencias (organelos) nadando por ahí.

Son complejísimos sistemas moleculares en disolución acuosa, rodeados por una membrana grasosa formada por dos capas de moléculas. Esta membrana es muy similar a una burbuja de jabón, sólo que al revés: la burbuja de jabón es una delgada capa de agua entre dos capas de moléculas grasosas (el jabón). La membrana celular es una capa doble de moléculas tipo jabón (llamadas “fosfolípidos”), con agua por fuera y por dentro (el interior celular). Como las burbujas, las membranas biológicas tienen la propiedad de ser muy flexibles y poderse fundir unas con otras, para formar burbujas mayores (o, inversamente, de dividirse para formar dos burbujas menores).

Pero el interior de la célula no es un simple caldo caótico y desordenado. Ocurren ahí numerosísimas reacciones químicas controladas delicadamente por proteínas llamadas enzimas, siguiendo las instrucciones de los genes del núcleo. Y muchas de esas reacciones producen sustancias necesarias dentro de la propia célula (proteínas, carbohidratos, componentes de organelos celulares), o bien que son exportadas al exterior para ser transportadas (normalmente a través de la sangre) a otras partes del organismo donde se requieren.

En muchos casos, estas moléculas que se fabrican en la célula son almacenadas en pequeñas burbujas rodeadas por una membrana (como una pequeña célula dentro de la célula). Son las famosas vesículas que ganaron el premio Nobel.

Las vesículas son como contenedores dentro de los cuales los productos de la fábrica celular son transportados de un lado a otro. Para ello, las membranas que rodean a las vesículas cuentan con proteínas que sirven como marcadores. Son como cerraduras moleculares que, cuando hacen contacto con la llave correcta, permiten que la vesícula se funda con otra membrana dentro de la célula (por ejemplo, de un organelo como el aparato de Golgi) y vacíe ahí su contenido.

Cuando lo que transporta la vesícula es un producto de exportación, el sistema de señales la conduce a la membrana celular. Al fundirse con ella, libera su contenido al exterior. Es lo que sucede con las hormonas como la insulina, que circulan en la sangre, o los neurotransmisores, que pasan de una neurona a otra a través de la sinapsis para permitir que el impulso nervioso siga su camino.

Éste fue el mecanismo que descifraron los galardonados. Rothman descubrió qué moléculas son los marcadores de entrega; Schekman identificó los genes que controlan su fabricación, y Südhof elucidó el mecanismo de fusión de las vesículas de los neurotransmisores en las neuronas. Este conocimiento probablemente permitirá combatir enfermedades relacionadas con hormonas, como la diabetes, con el sistema nervioso, como el mal de Parkinson o el de Alzheimer, o con el sistema inmunitario (pues los anticuerpos y otras sustancias que controlan la inmunidad también ser liberan de vesículas intracelulares).

Como dicen los tres premiados, la ciencia básica, siempre tan poco apreciada, además de permitirnos entender los mecanismos de la naturaleza, resulta ser siempre la clave de los descubrimientos que nos cambian la vida. Enhorabuena.

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