En el año 2000, en un curso de verano de la Fundación Duques de Soria, coincidí­ con dos personas que padecí­an un proceso de pérdida progresiva de la visión. Luis Palacios y Félix Azeña asistí­an a dicho curso, titulado “Degeneraciones retinianas: de los genes a la terapéutica”, interesados en los posibles avances. Desde entonces he participado, frecuentemente acompañado por otros investigadores de nuestro grupo, en múltiples actos cientí­ficos, divulgativos y de convivencia de las diversas asociaciones de afectados. Estos contactos me han permitido aprender mucho de los aspectos humanos y clí­nicos de la enfermedad. Con este artí­culo quisiera que los afectados y sus familias aprendieran sobre el proceso de observación y creación cientí­fica. Mi intención es reforzar su confianza, que me consta ya tienen, en la investigación cientí­fica. Pero también hacerles conscientes de la necesidad de una cierta dosis de paciencia, acorde con los ritmos de esta actividad, mientras esperan un tratamiento para su enfermedad.

Autorers:
• Enrique J. de la Rosa, Investigador Cientí­fico del Consejo Superior de Investigaciones Cientí­ficas en el Centro de Investigaciones Biológicas de Madrid.
  I Premio a la Investigación FUNDALUCE 2008.

In memoriam Prof. Rubén Adler (DEP. 31-dic-2007).

En esta primera parte me gustarí­a ilustrar que no es fácilmente predecible la aplicabilidad de los resultados de la investigación. Se puede perseguir un tratamiento para una enfermedad y no obtener nada. Pero también se puede perseguir simplemente el conocimiento y vislumbrar una posible terapia o, al menos, las bases para desarrollarla.

El gusano que ha hecho mucho por nuestra salud.

A mediados de los años 60 del pasado siglo, Sydney Brenner eligió un gusano, el nematodo Caenorhabditis elegans, como sistema modelo para estudios de Genética. Ya se habí­a estudiado la relación entre los ácidos nucleicos (ADN y ARN) y las proteí­nas en bacterias y bacteriófagos (los virus que infectan bacterias). El siguiente paso era caracterizar cómo el conjunto de genes de un organismo determinan su forma y apariencia. Para ello se necesitaba un sistema modelo sencillo, manejable en el laboratorio y accesible a las relativamente rudimentarias técnicas por entonces disponibles. Caenorhabditis elegans es un gusano microscópico, de apenas 1 mm de longitud. En la yema de un dedo cabrí­an varios cientos de gusanos. Se mantiene fácilmente en el laboratorio, en una placa en la que se alimenta de bacterias. Se reproduce a los 3 dí­as de edad, generando cada individuo, dado que son hermafroditas (macho y hembra a la vez), unos 300 gusanos. Con tantas “facilidades” y excelentes colaboradores, en poco más de 10 años ya se habí­a descubierto que cada gusano adulto estaba formado por 959 células. Dicho número provení­a de que durante el desarrollo morí­an indefectiblemente 131 células de las 1.090 originalmente formadas. En paralelo, se generaron mutantes con diferente número final de células, debido a que en ellos morí­an más o menos células que en los individuos no mutantes. Estas observaciones constituyeron la demostración definitiva de que hay un programa de muerte celular codificado en los genes. Pero, lo que es más importante, hicieron posible iniciar el estudio de la regulación del proceso de muerte celular programada, que hasta entonces habí­a sido descriptivo.

En el año 2002, Sydney Brenner, Robert Horvitz y John E. Sulston recibieron el Premio Nobel de Fisiologí­a o Medicina. Sus estudios habí­an abierto un inmenso campo al conocimiento básico en Genética, Biologí­a Celular y Biologí­a del Desarrollo, lo que con total seguridad fue la principal, si no única, motivación de Sydney Brenner para iniciarlos. Pero, además, trabajos posteriores habí­an revelado que en numerosas enfermedades se producí­an procesos patológicos de muerte celular programada. Genes y proteí­nas, descubiertos gracias a los estudios de Sydney Brenner, sus colaboradores y sus seguidores, son hoy en dí­a dianas potenciales de fármacos anticancerí­genos, neuroprotectores, etc”¦ Así­ que, como el propio Sydney Brenner bromeó en su discurso de recepción del Premio Nobel, Caenorhabditis elegans fue un merecido ganador de dicho premio.

La insulina no deja ver el bosque”¦

Seguro que la mayorí­a de las personas saben lo que es la hormona insulina, aunque sea en su definición más coloquial: “lo que se inyectan los diabéticos”. Este gran avance terapéutico, que ha mejorado la calidad y la duración de la vida de los pacientes, fue posible gracias a los trabajos de Frederick G. Banting, John J. R. MacLeod y Charles H. Best. Aunque se sospechaba ya desde finales del siglo XIX, no fue hasta el año 1921 cuando lograron aislar y tratar perros con una sustancia del páncreas cuya falta causaba la Diabetes. Los dos primeros recibieron el Premio Nobel de Fisiologí­a o Medicina en 1923. La insulina, secretada por el páncreas, controla los niveles de glucosa en sangre y es una pieza clave de la regulación del metabolismo energético. Además ha sido un modelo para numerosos estudios cientí­ficos. Fue la primera proteí­na secuenciada por Frederick Sanger, lo que le valió el Premio Nobel, de Quí­mica en este caso, en 1958. También Rosalyn Yalow la utilizó para desarrollar un método sensible de detección, adecuado a los bajos niveles hormonales que se encuentran en el cuerpo humano, lo que le valió el premio Nobel de Fisiologí­a o Medicina en 1977. Así­ que, con millones de personas tratadas con insulina y 3 Premios Nobel en su haber, muchos investigadores piensan que el campo de la insulina está muy trillado.

Afortunadamente, Jesse Roth, en los años 80 investigador jefe de la División de Diabetes de los Institutos Nacionales de la Salud de EE.UU., no era de esa opinión. Allí­ recaló Flora de Pablo para realizar una estancia post-doctoral. Flora de Pablo habí­a estudiado Medicina y, mientras se especializaba en Endocrinologí­a y Medicina Interna, realizó una Tesis Doctoral que no colmó su espí­ritu investigador. Así­ que se dio un par de años antes de seguir ejerciendo la medicina para investigar sobre la insulina, y así­ mejorar la atención de sus futuros pacientes. Para su sorpresa, el tema propuesto por su supervisor, Jesse Roth, no tení­a nada que ver con los pacientes de Diabetes, ni con el páncreas. Sí­ tení­a que ver con la insulina, pero con la que se produjera fuera del páncreas, en sitios tan inesperados como huevos de gallina, cabezas de mosca o testí­culos de cobaya. La intuición de Jesse Roth de que quedaba mucho por saber de la insulina, se vio confirmada en los proyectos de secuenciación de genomas y en los trabajos de sus seguidores, nuestro grupo entre ellos. La insulina, tanto en la escala evolutiva como en el desarrollo de los invertebrados y los vertebrados, ha sido otras muchas cosas antes que hormona pancreática. Ahora empezamos a vislumbrar el panorama completo de las acciones de la insulina y las proteí­nas relacionadas, un bosque que la hormona insulina no nos dejaba ver.

”¦y la muerte de neuronas tampoco.

En el año 1901, Santiago Ramón y Cajal publicó la estructura de la retina, una parte del sistema nervioso central. Sus trabajos sobre la estructura celular del sistema nervioso le valieron el Premio Nobel de Fisiologí­a o Medicina en 1906. Más de un siglo después los neurocientí­ficos aún no tenemos caracterizado cómo se controla la generación de este tejido altamente diverso y estructurado. La mayorí­a del sistema nervioso procede de una lámina de células, llamada neuroepitelio, que prolifera, creciendo gradualmente como todo el embrión. Según avanza el desarrollo, produce secuencialmente los diferentes tipos de células diferenciadas que constituyen el sistema nervioso: neuronas y células de la glí­a. Los cientí­ficos hemos estudiado durante mucho tiempo cómo se regulan la proliferación de las células neuroepiteliales y su progresiva diferenciación. También se ha estudiado la muerte de neuronas de proyección, que ocurre más adelante en el desarrollo. La Teorí­a Neurotrófica postula que las neuronas son producidas en exceso para, posteriormente, ajustar su número al de células del tejido u órgano que inervan. Ello se produce mediante competición por cantidades muy pequeñas y limitantes de un factor de supervivencia o factor neurotrófico: las células que consiguen factor sobreviven; las que no, mueren. El soporte experimental de la Teorí­a Neurotrófica, que en sus primeras fases se realizó durante años de fructí­fera colaboración entre Rita Levi-Montalcini y Viktor Hamburger, le valió a la primera el Premio Nobel de Medicina o Fisiologí­a en 1986.

La práctica totalidad de los neurobiólogos del desarrollo, incluyéndonos nosotros mismos, sólo consideraba este proceso, tardí­o en el desarrollo, de muerte neuronal. Cuando me incorporé en 1992 al grupo de Flora de Pablo, en el Centro de Investigaciones Biológicas del CSIC, empezamos a estudiar los efectos de la insulina en el desarrollo de la retina. Pronto descubrimos que la insulina estimulaba la proliferación y la diferenciación a neuronas de las células de la retina, una observación nada sorprendente, según un evaluador de nuestros trabajos. Su argumento para rechazar nuestro trabajo fue que se llevaba dos décadas echando insulina a los cultivos celulares para mantenerlos en buenas condiciones. Sin embargo, sí­ era sorprendente, pues proliferación y diferenciación son mutuamente excluyentes en el sistema nervioso. En poco tiempo, unos 3 años, pudimos demostrar que un tercer proceso celular, hasta entonces poco caracterizado, subyací­a a nuestras observaciones. La insulina estaba inhibiendo una fase de muerte neural temprana que afectaba tanto a las células proliferativas como a las neuronas recién diferenciadas. Por eso, en presencia de insulina, observábamos más células proliferativas y más neuronas, ya que se morí­an menos de ambas. Además, fuimos capaces de caracterizar que el efecto de la insulina era fisiológico. La retina embrionaria producí­a insulina; más exactamente, su precursor proinsulina que, al contrario que en el páncreas, permanecí­a sin procesar. El estudio del proceso de muerte neural temprana y de su regulación por proinsulina nos permitió redefinir el escenario del desarrollo temprano de la retina: habí­a que caracterizar no sólo la regulación de la proliferación y la diferenciación, sino también la de la muerte celular programada, si nos querí­amos hacer una idea más precisa del desarrollo de la retina.

Este es un proyecto básico en el que seguimos trabajando con el fin de caracterizar la magnitud del proceso temprano de muerte celular, así­ como de entender su significado funcional. Nos ha permitido caracterizar el papel de la proinsulina como factor atenuador del proceso de muerte celular programada durante el desarrollo de la retina, lo que ha sido la base del proyecto aplicado al desarrollo de una posible terapia, que abordaré en la segunda parte de este artí­culo, que se publicará en la Revista VISION 36.

Notas del autor

He querido dar el nombre de algunas de las personas implicadas en nuestro proyecto. Esto, indirectamente, también pone en evidencia a los no nombrados. Quisiera que nadie se sintiera olvidado, en particular, ninguno de los miembros presentes y pasados del laboratorio, que con su trabajo en la bancada han hecho posible llegar a donde estamos. También ha sido importante el estí­mulo de varios profesionales médicos y, esencial, la motivación del contacto personal con numerosos afectados.

Entrada publicada el miércoles, 30 de diciembre de 2009 a las 9:52
Categor�a: Investigación
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