La necesidad de oxígeno para sostener la vida se entendió desde el inicio de la biología moderna; pero los mecanismos moleculares que ayudan a que las células se adaptan a las variaciones del suministro de oxígeno eran desconocidos hasta el trabajo de William Kaelin, Peter Ratcliffe y Gregg Semenza, quienes ganaron el Premio Nobel de Medicina 2019.
Sus descubrimientos permitieron desarrollar nuevas estrategias para combatir la anemia, el cáncer y muchas otras enfermedades, ya que revelaron el mecanismo de uno de los procesos adaptativos más esenciales de la vida y establecieron las bases para la comprensión sobre cómo los niveles de oxígeno afectan el metabolismo celular y la función fisiológica.
Los tres son médicos científicos, ya que “es muy importante tener gente en la frontera entre la investigación y la medicina para lograr descubrimientos que, en último término, se puedan trasladar a la práctica clínica”, asegura Semenza.
El Instituto Karolinska falló a favor de estos tres científicos “por sus descubrimientos sobre cómo las células perciben y se adaptan a la disponibilidad de oxígeno”.
“El oxígeno es vital en muchas enfermedades humanas. Por ejemplo, las células de cáncer se dividen muy rápido y consumen mucho oxígeno”, afirmó Semenza, en rueda de prensa.
Las células experimentan cambios fundamentales en la expresión génica cuando hay cambios en los niveles de oxígeno. Estos alteran el metabolismo celular, el modelado de tejidos e incluso las respuestas organismales, como los aumentos en la frecuencia cardíaca.
El trabajo de estos premios Nobel permitió entender mucho más sobre cómo los diferentes niveles de oxígeno regulan los procesos fisiológicos fundamentales. La detección de oxígeno permite a las células adaptar su metabolismo a niveles bajos de oxígeno, por ejemplo, en los músculos durante el ejercicio intenso.
Otros ejemplos de procesos adaptativos controlados por la detección de oxígeno incluyen la generación de nuevos vasos sanguíneos y la producción de glóbulos rojos. “Nuestro sistema inmunológico y muchas otras funciones fisiológicas también están afinadas por la maquinaria de detección de O2. Incluso se ha demostrado que la detección de oxígeno es esencial durante el desarrollo fetal para controlar la formación normal de vasos sanguíneos y el desarrollo de placenta”.
La maquinaria regulada por oxígeno tiene un papel importante en el cáncer. En los tumores, se utiliza para estimular la formación de vasos sanguíneos y remodelar el metabolismo para la proliferación efectiva de células cancerosas.
Intensos esfuerzos continuos en laboratorios académicos y compañías farmacéuticas ahora se centran en el desarrollo de medicamentos que pueden interferir con diferentes estados de enfermedad al activar o bloquear la maquinaria de detección de oxígeno.
Una vida de investigación, para ganar el Nobel
Gregg L. Semenza, quien nació en 1956 en Nueva York, explicó, en conferencia de prensa, cómo se enteró de que había recibido el prestigioso premio Nobel.
“Tengo un sueño pesado y cuando llegó la primera llamada tardé en atender al teléfono, por suerte me llamaron otra vez. He estado despierto desde las 4:00 de la mañana y confieso que también he tomado un poco de champán. Tengo cientos de correos electrónicos por responder”, contó.
Semenza, quien actualmente es director del Programa de Investigación Vascular en el Instituto Johns Hopkins de Ingeniería Celular, les dijo a los estudiantes que se encontraban en el auditorio que la investigación es una carrera fantástica, pero que debían esforzarse, porque algún día podrían estar recibiendo este galardón.
“Aparte de la redacción de solicitudes de fondos, la investigación científica es una carrera fantástica. Disfrutamos cada momento. Ustedes persigan las ideas, aún las alocadas. Hay amigos en todo el mundo que comparten esta pasión”, comentó.
Semenza, Kaelin y Ratliffe, quienes además del Nobel en 2016 recibieron el premio Lasker de investigación médica básica por estos mismos descubrimientos, obtendrán nueve millones de coronas suecas, es decir, unos 940 mil euros.
Sir Peter J. Ratcliffe, historia antes del Nobel
Nació en 1954 en Lancashire, Reino Unido. Estudió medicina en Gonville y Caius College en la Universidad de Cambridge e hizo su formación especializada en nefrología en Oxford.
Estableció un grupo de investigación independiente en la Universidad de Oxford. Es director de Investigación Clínica en el Instituto Francis Crick, Londres; director del Instituto Target Discovery en Oxford y miembro del Instituto Ludwig para la Investigación del Cáncer.
Gregg L. Semenza
Nació en 1956 en Nueva York. Obtuvo su B.A. en biología en la Universidad de Harvard, un doctorado de la Universidad de Pennsylvania y se formó como especialista en pediatría en la Universidad de Duke
En la Universidad Johns Hopkins estableció un grupo de investigación independiente. Se convirtió en profesor titular en 1999 y desde 2003 es el director del Programa de Investigación Vascular en el Instituto Johns Hopkins de Ingeniería Celular.
William G. Kaelin
Nació en 1957 en Nueva York. Obtuvo un M.D. de la Universidad de Duke y realizó su formación especializada en medicina interna y oncología en la Universidad Johns Hopkins, Baltimore.
Estableció su propio laboratorio de investigación en el Instituto del Cáncer Dana-Farber y se convirtió en profesor titular en la Escuela de Medicina de Harvard en 2002. Es investigador del Instituto Médico Howard Hughes desde 1998.
