¿Qué tienen que ver los chiles con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2021?

Los chiles son uno de los grandes protagonistas de los Premios Nobel 2021 y es que, si no hubiera sido por ellos, quizá David Julius y Ardem Patapoutian no hubieran recibido el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2021 gracias a sus descubrimientos acerca de cómo se inician los impulsos nerviosos para poder percibir la temperatura y la presión.

¿Y qué tienen que ver los chiles con lo anterior? Tienen que ver mucho, y es que David Julius utilizó la capsaicina, un compuesto picante del chile que induce una sensación de ardor, para identificar un sensor en las terminaciones nerviosas de la piel que responde al calor. Ardem Patapoutian, por su parte, utilizó células sensibles a la presión para descubrir una nueva clase de sensores que responden a estímulos mecánicos en la piel y los órganos internos. Estos descubrimientos revolucionarios dieron comienzo a intensas actividades de investigación que permitieron aumentar rápidamente nuestra comprensión de cómo nuestro sistema nervioso percibe el calor, el frío y los estímulos mecánicos. Los galardonados han identificado eslabones críticos que faltaban en nuestra comprensión de la compleja interacción entre nuestros sentidos y el entorno. En resumen, lo que han descubierto estos dos investigadores es cómo se convierten los estímulos térmicos y mecánicos en impulsos eléctricos en el sistema nervioso.

La capsaicina de los chiles

A finales de los 90, David Julius comenzó a experimentar con la capsaicina con el objetivo de descubrir cómo esta sustancia, presente en los chiles, activa las células nerviosas que provocan sensación de dolor. Se sabía que el contacto con los pimientos producía ardor, pero no de qué manera.

Julius y su equipo crearon una biblioteca con millones de fragmentos de ADN correspondientes a los genes que se expresan en las neuronas sensoriales que pueden reaccionar al dolor, el calor y el tacto. Los investigadores se plantearon incluir en ella un fragmento de ADN que codificaría la proteína capaz de reaccionar a la capsaicina. Expresaron genes individuales de esta colección en células cultivadas que normalmente no reaccionan a la capsaicina. Tras una laboriosa búsqueda, se identificó un único gen capaz de hacer que las células fueran sensibles a la capsaicina (Figura 2). Se había encontrado el gen de la capsaicina.

Otros experimentos revelaron que el gen identificado codificaba una nueva proteína de canal iónico, y este receptor de capsaicina recién descubierto recibió posteriormente el nombre de TRPV1. Cuando Julius investigó la capacidad de la proteína para responder al calor, se dio cuenta de que había descubierto un receptor sensor del calor que se activaba a temperaturas percibidas como dolorosas (Figura 2).

El descubrimiento del TRPV1 fue un gran avance que abrió el camino para desentrañar otros receptores sensibles a la temperatura. De forma independiente, David Julius y Ardem Patapoutian utilizaron la sustancia química mentol para identificar el TRPM8, un receptor que se activaba con el frío. Se identificaron otros canales iónicos relacionados con el TRPV1 y el TRPM8 y se comprobó que se activaban con diferentes temperaturas. Muchos laboratorios llevaron a cabo programas de investigación sobre el papel de estos canales en la sensación térmica utilizando ratones manipulados genéticamente que carecían de estos genes recién descubiertos. El descubrimiento del TRPV1 por parte de David Julius fue el avance que permitió comprender cómo las diferencias de temperatura pueden inducir señales eléctricas en el sistema nervioso.