¿Se comen las células a sí mismas?

La respuesta a esa pregunta se encuentra en el Nobel de Medicina 2016, que fue a parar al biólogo japonés Yoshinori Ohsumi por sus descubrimientos sobre los mecanismos de la autofagia celular.

Pero ¿en qué consiste este proceso?

A mediados de los años 50, el científico belga Christian de Duve descubrió los lisosomas.

Se trata de unos orgánulos celulares capaces de "digerir" grandes cantidades de proteínas, carbohidratos, lípidos, e incluso otros orgánulos celulares, según explicó el Instituto Karolinska, encargado de entregar el Nobel de Medicina.

Estos corpúsculos también se dedican a reciclar los desechos de las células para convertirlos en material útil.

Duve acuñó el término autofagia para denominar a los procesos que realizan los lisosomas y en 1974 ganó el Nobel de Medicina por sus hallazgos.

Pero durante varios años no se supo más de estas funciones.

Fuente de energía

Pero en los años 90, el biólogo japonés Yoshinori Ohsumi empezó a usar células de levadura de pan para estudiar y entender mejor la autofagia.

Oshumi logró identificar los genes y los mecanismos que regulan el proceso en los hongos y comprobó que eran similares en las células humanas.

El trabajo de Ohsumi permitió saber que la degradación y reciclaje de componentes celulares es vital para que se cumplan ciertas funciones fisiológicas

La autofagia es esencial cuando la célula "tiene hambre" o necesita energía.

Para Robin Keteller, el líder del grupo de investigación de la autofagia del University College de Londres (UCL), en Reino Unido, se trata "del sistema digestivo de las células".

Los lisosomas se comen componentes extras de las células, que no son vitales para su funcionamiento, y proveen energía a lo que queda de ellas, explicó el especialista en conversación con BBC Mundo.

"Sin la autofagia, morirían, no podrían sobrevivir sin nutrientes", agregó Keteller,

La profesora de Fisiología y miembro del Instituto Karolinksa y del comité del Nobel, Juleen Zierath, comentó que la autofagia ayuda a producir los 200 a 300 gramos de proteínas que necesita el cuerpo todos los días.

Defensa

Durante la autofagia, los lisosomas también se comen componentes dañados o tóxicos presentes en las células, como proteínas "viejas" y otros orgánulos.

Los "reciclan" o transforman en elementos como los aminoácidos, que son la materia prima para producir nuevas proteínas. "Se generan proteínas jóvenes y frescas", explica Robin Keteller.

Para Zierath Juleen, del comité del Nobel, el trabajo del laureado Ohsumi "mostró que los lisosomas no eran un lugar de desechos, sino una planta de reciclaje de proteínas dañadas o antiguas para que puedan reutilizarse".

Esta función disminuye las consecuencias negativas del envejecimiento, según el Instituto Karolinksa.

La autofagia también puede eliminar los restos de bacterias y virus después de una infección.

"Sin la autofagia, nuestras células no sobrevivirían. La necesitamos para deshacernos de moléculas invasoras", agrega Zierath, del comité del Nobel.

Cuando la autofagia falla, las moléculas tóxicas aumentan y se pueden producir enfermedades como el mal de Parkinson, elAlzheimer, la diabetes tipo 2 y el cáncer.

Asimismo, la autofagia contribuye al desarrollo embrionario y la diferenciación celular durante el crecimiento de los fetos.

Según el Instituto Karolinska, "Oshumi generó un enorme interés en la autofagia y ahora es una de las áreas más intensamente estudiadas en la medicina".

 

Redacción BBC Mundo

 

 

¿Qué pasa en un mundo desconocido en el que la materia puede asumir estados muy extraños?

Esta es la premisa que mueve a los británicos David Thouless, Duncan Haldane y Michael Kosterlitzal, que acaban de recibir el Premio Nobel de Física 2016.

El Instituto Karolinska de Estocolmo, en Suecia, anunció este martes el galardón y dijo que los científicos fueron premiados "por sus descubrimientos teóricos sobre las llamadas transiciones de fases topológicas de la materia".

Thouless, Haldane y Kosterlitza han estudiado más específicamente la "materia exótica".

Si en un principio este concepto puede sonar muy extraño, no es otra cosa que el estudio en profundidad de lo que ocurre más allá de los conocidos estados líquido, sólido y gaseoso de las cosas que nos rodean.

Lo que les interesó a estos científicos que trabajan en universidades de Estados Unidos fue ver qué es lo que ocurre cuando la materia se somete a temperaturas extremadamente altas o bajas.

Es aquí donde la materia adopta estados exóticos y abre las puertas a un mundo desconocido (y aparentemente con muchas posibilidades).

Thouless, Haldane y Kosterlitzal utilizaron métodos matemáticos avanzados para estudiar estas facetas o estados inusuales de la materia.

Lo "bi" y "uni" dimensional

Una vez que se conoce el ambiente y las condiciones en que la materia existe, entonces es posible estudiar la materia misma. Eso es lo que se conoce como topología: un campo de la matemática que describe las propiedades que sólo cambian de forma escalonada.

Gracias a ella, Kosterlitzal y Thouless demostraron en los años 70 que la superconductividad podía ocurrir a bajas temperaturas y así lograron explicar el mecanismo que ocurre cuando esa propiedad desaparece a altas temperaturas.

Ambos científicos se concentraron en el fenómeno dentro de las formas planas de la materia, en superficies o capas que son tan finas que pueden considerarse como bidimensionales.

(La superconductividad es la capacidad intrínseca que poseen determinados materiales para conducir corriente eléctrica sin resistencia ni pérdida de energía en determinadas condiciones).

Por su parte, en los años 80 Haldane pudo determinar cómo estos conceptos topológicos de cambios escalonados podían usarse para entender las propiedades en las cadenas de pequeños magnetos que se encuentran en algunos materiales.

Este científico estudió materia que forma hilos tan delgados que pueden ser considerados unidimensionales.

¿Para qué sirve?

Si bien hace tres décadas estos conceptos eran meramente teóricos, en la actualidad tienen aplicaciones en el día a día, como el desarrollo de nuevas generaciones de dispositivos electrónicos y superconductores.

"La avanzada tecnología de hoy en día -como nuestras computadoras- se basa en nuestra habilidad para entender y controlar las propiedades de los materiales involucrados", explicó el profesor Nils Martenson, presidente interino del Comité del Premio Nobel.

"Y los laureados de este año, en su trabajo teórico, descubrieron una serie de regularidades totalmente inesperadas en el comportamiento de la materia".

Martenson agregó que esto ha allanado el camino para el diseño de nuevos materiales con propiedades novedosas.

"Hay grandes esperanzas de que esto sea de gran importancia en la tecnología del futuro".

"Este puede ser el camino para construir computadoras cuánticas", dijo por su parte Thouless en una llamada telefónica que le hicieron desde el Instituto Karolinska.

Este científico fue galardonado con la mitad del premio, mientras que la otra mitad fue dividida entre Haldane y Kosterlitz.

La distinción será entregada el 10 de diciembre.