Un premio Nobel para los que desentrañan los misterios de la percepción

En la década del 40, fueron descubiertos diferentes tipos de fibras nerviosas sensoriales que reaccionan a distintos estímulos. Por ejemplo, en respuesta a un machucón en un dedo o a la caricia de tu crush. 
Desde entonces, se ha demostrado que las células nerviosas están altamente especializadas para detectar y transducir diferentes tipos de estímulos, lo que permite una percepción matizada de nuestro entorno. Ello explica nuestra capacidad para sentir diferencias en la textura de las superficies a través de las yemas de los dedos, o nuestra capacidad para discernir, tanto el calor agradable de un apagón veraniego como el doloroso de tocar una sartén caliente.
Sin embargo, antes de los descubrimientos de David Julius y Ardem Patapoutian, nuestra comprensión de cómo el sistema nervioso percibe e interpreta nuestro entorno aún contenía una pregunta fundamental sin resolver: 
¿cómo se convierten la temperatura y los estímulos mecánicos en impulsos eléctricos en el sistema nervioso?
David Julius tuvo la genial idea de estudiar a fondo el ardor que sentimos cuando comemos algo picante, particularmente chile.

Era conocido que un compuesto químico presente en el chile, la capsaicina es el responsable de activar las células nerviosas causando sensaciones de dolor...pero la forma en que esta sustancia química ejercía su acción era un acertijo sin resolver.
Para encontrar la respuesta Julius y su equipo crearon una biblioteca de millones de fragmentos de ADN correspondientes a genes que se expresan en las neuronas sensoriales que pueden reaccionar al dolor, el calor y el tacto. 
Plantearon la hipótesis de que en dicha biblioteca estaría aquel fragmento de ADN que contiene la información de la proteína capaz de reaccionar con la capsaicina. Comenzaron a expresar genes individuales de esta colección en células cultivadas que normalmente no reaccionan a la capsaicina.
Después de una búsqueda laboriosa, se identificó un solo gen específico podía hacer que las células que normalmente no lo eran, se volvieran sensibles a la capsaicina.
 ¡Se había encontrado el gen para la detección de capsaicina! 
Experimentos posteriores revelaron que el gen identificado codificaba una nueva proteína de canal iónico (proteína que permite el paso de iones a través de la membrana celular) y este receptor de capsaicina recién descubierto se denominó más tarde TRPV1. 
Cuando Julius investigó la capacidad de la proteína para responder al calor, se dio cuenta de que había descubierto un receptor sensible al calor que se activa a temperaturas que se perciben como dolorosas.
Y ese fue solo el inicio...
El descubrimiento de TRPV1 fue un gran avance que abrió el camino para desentrañar receptores adicionales sensibles a la temperatura:
-Independientemente el uno del otro, tanto Julius como Patapoutian usaron la sustancia química mentol para identificar TRPM8, un receptor que se mostró activado por el frío. 
-Se identificaron canales iónicos adicionales relacionados con TRPV1 y TRPM8 y se descubrió que se activan mediante un rango de temperaturas diferentes. 
-Muchos laboratorios llevaron a cabo programas de investigación para estudiar las funciones de estos receptores en la sensación térmica mediante el uso de ratones manipulados genéticamente que carecían de estos genes recién descubiertos. 
El descubrimiento de David Julius de TRPV1 fue el gran avance que nos permitió comprender cómo las diferencias de temperatura pueden inducir señales eléctricas en el sistema nervioso.

Mientras tanto en el sentido del tacto …

No estaba claro cómo los estímulos mecánicos podían convertirse en nuestros sentidos del tacto y la presión.
Patapoutian y sus colaboradores identificaron por primera vez una línea celular que emitía una señal eléctrica mensurable cuando se pinchaban células individuales con una micropipeta.

Se asumió que el receptor activado por fuerza mecánica es un canal iónico y en un paso siguiente se identificaron 72 genes candidatos que codifican posibles receptores. Estos genes se inactivaron uno a uno para descubrir el gen responsable de la mecanosensibilidad en las células estudiadas. 
Después de una ardua búsqueda, Patapoutian y sus colaboradores lograron identificar un solo gen cuyo silenciamiento hizo que las células se volvieran insensibles a los pinchazos con la micropipeta.
Se había descubierto un canal de iones mecanosensibles nuevo y completamente desconocido y se le dio el nombre de Piezo1. 
A través de su similitud con Piezo1, se descubrió un segundo gen y se denominó Piezo2. 
Se encontró que las neuronas sensoriales expresan altos niveles de Piezo2 y estudios posteriores establecieron firmemente que Piezo1 y Piezo2 son canales iónicos que se activan directamente por el ejercicio de presión sobre las membranas celulares.
El avance de Patapoutian :
-Dio lugar a investigaciones que demostraron que el canal iónico Piezo2 es esencial para el sentido del tacto. 
-Además, se demostró que Piezo2 juega un papel clave en la detección de la posición y el movimiento del cuerpo, conocida como propiocepción. 
-En trabajos posteriores se ha demostrado que los canales Piezo1 y Piezo2 regulan procesos fisiológicos importantes adicionales, como la presión arterial, la respiración y el control de la vejiga urinaria.
Los descubrimientos revolucionarios de los canales TRPV1, TRPM8 y Piezo por los premios Nobel de este año nos han permitido comprender cómo el calor, el frío y la fuerza mecánica pueden iniciar los impulsos nerviosos que nos permiten percibir y adaptarnos al mundo que nos rodea.

La intensa investigación en curso que se originó a partir de los descubrimientos galardonados con el Premio Nobel de este año se centra en dilucidar sus funciones en una variedad de procesos fisiológicos. 
Este conocimiento se está utilizando para desarrollar tratamientos para una amplia gama de enfermedades, incluido el dolor crónico.
📚 [1] https://www.nobelprize.org