Los estadounidenses William Kaelin y Gregg Semenza y el británico Peter Ratcliffe son los nuevos Premio Nobel de Medicina (Fisiología en la jerga de la Academia Sueca) por descubrir cómo las células utilizan el oxígeno disponible y se adaptan a su cantidad. Los tres ya ganaron el premio Lasker en 2016 por este mismo descubrimiento.

Ilustraciones: Niklas Elmehed (Organización del Premio Nobel)

Su trabajo se basa en la aclaración de un proceso básico en el funcionamiento de las células animales, y es cómo transformar el oxígeno del que disponen en energía, el metabolismo aerobio que multiplica por 15 el funcionamiento energético de una célula sin ese oxígeno (anaerobio). Cada célula es capaz de “sentir”, aunque habría que expresarse mejor con el verbo “detectar”, los niveles de oxígeno de su entorno inmediato dentro del sistema general biológico y adaptar su metabolismo aerobio a ese flujo.

No sólo explican cómo se procesa, sino también la capacidad de la célula para poder detectar y adaptarse a ese flujo, que no siempre es continuo. Al adaptarse logran movilizar mayor cantidad de oxígeno hacia los tejidos y que todo el proceso sea más evidente. Con este tipo de avances se podrán aplicar mejores tratamientos para las anemias y para determinado tipo de medidas contra el cáncer, ya que se las células tumorales aprovechan este mecanismo para controlar el metabolismo celular y crecer más rápido. Si la medicina fuera capaz de ahogar y cortar ese suministro a las células tumorales podrían reducir su expansión.

La investigación es de largo recorrido, y arrancó a finales de los años 70 cuando Semenza estudió el gen EPO, que aumenta los niveles de oxígeno en sangre al producir eritropoyetina (de ahí el acrónimo EPO), una proteína sintetizada en los riñones que aumenta la producción de glóbulos rojos y por lo tanto de oxígeno en el cuerpo, con lo que aumenta la capacidad muscular y de resistencia del organismo ante un esfuerzo físico. Es conocida la historia de cómo este hallazgo terminó por ser la base de gran parte del dopaje deportivo en los años 90 y principios de este siglo.

Peter J. Ratcliffe, Gregg L. Semenza y William G. Kaelin Jr.

Fue este punto de partida el que les llevó hacia el mecanismo desconocido de explotación y uso del oxígeno por las células. Semenza demostró con el trabajo de laboratorio sobre el gen EPO la secuencia concreta de órdenes genéticas que obligan a los riñones a aumentar la producción de EPO cuando caen los niveles de oxígeno. Sobre este trabajo, Ratcliffe logró demostrar que este mismo mecanismo no es exclusivo del ser humano, que está presente en todos los tejidos de todos los animales, por lo que estaba directamente ligada al funcionamiento básico de las células.

Más adelante investigaron cómo se producía realmente esa explotación del oxígeno, por lo que hicieron el camino contrario: ¿cómo se anula el proceso? Así descubrieron que si se eliminaba la presencia de dos proteínas concretas del mecanismo éste se anulaba. Ambas eran la clave para que la célula detectara el oxígeno y pudiera usarlo. También encontraron que el propio funcionamiento fisiológico produce o restringe esas proteínas: si hay mucho oxígeno en circulación, disminuye porque no es necesario; si escasea, se produce el efecto contrario. Esto explicaría por qué la EPO es más habitual en poblaciones humanas que viven a gran altura donde no hay tanto oxígeno.

Por su parte, en paralelo, Kaelin, especialista oncólogo, trabajaba en un detalle detectado en muchos pacientes de cáncer, y era la multiplicación de vasos sanguíneos en los riñones. Descubrió que todos tenían en común dos cosas: una, que el gen VHL (que evita el desarrollo tumoral) estaba desactivado, y dos, que este mismo gen formaba parte del proceso de detección del oxígeno para las células, ya que preserva las proteínas que necesita el mecanismo para producirlas cuando escasea el oxígeno y retrasar su producción cuando abunda.