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Supongamos que en las próximas vacaciones usted quiere conocer Bolivia, un país con una altura media de 4.150 metros sobre el nivel del mar (msnm). Seguramente, una de las primeras precauciones que encontrará en sitios de internet o entre viajeros que ya lo han visitado será el conocido mal de altura, popularmente llamado soroche. (Lea: Nobel de Medicina por descubrir "cómo las células sienten y se adaptan al oxígeno disponible")
Si es bogotano y está acostumbrado a los 2.630 msnm tal vez no lo afecte tanto. Si, por el contrario, vive en la costa, al lado del mar, es probable que síntomas como el dolor de cabeza, náuseas, cansancio y hasta desmayos lo atormenten en las primeras horas o días del viaje. Con la disminución de la presión atmosférica a medida que se asciende, disminuye la concentración de oxígeno en el aire, lo cual hace más difícil la respiración. El cuerpo humano comienza inmediatamente un proceso de adaptación. Cambia la frecuencia a la que respiramos y también a la que late el corazón. Células especializadas en los riñones liberan una hormona que se conoce como eritropoyetina (EPO), que activa la producción de glóbulos rojos en la médula ósea, para tener más "carros" que carguen oxígeno.
Ese proceso estaba bastante claro hasta ahora, gracias a los aportes de decenas de científicos que desde el siglo XVIII intentaron entender cómo respiramos. Pero lo que ocurre exactamente a nivel genético y molecular para adaptar esa micromaquinaria a la escasez o la abundancia de oxígeno era algo relativamente desconocido, hasta que William G. Kaelin Jr., sir Peter J. Ratcliffe y Gregg L. Semenza, ganadores del Premio Nobel de Medicina o Fisiología 2019, esclarecieron el asunto. (Le puede interesar: El investigador que desenterró la historia de los maestros en Colombia)
Lo importante de estas investigaciones fue que Kaelin, Ratcliffe y Semenza lograron revelar el mecanismo de uno de los procesos adaptativos más importantes y esenciales de la vida, y establecieron las bases para conocer cómo los niveles de oxígeno también pueden afectar el metabolismo celular y regular los procesos fisiológicos fundamentales. “Este mecanismo es la razón fundamental por la que los animales han logrado colonizar tantos hábitats, ya que significa que pueden vivir en diferentes altitudes”, afirmó el comité que otorga el galardón.
¿Quiénes fueron los galardonados?
Gregg Semenza, nacido en Nueva York en 1956, es un médico e investigador de la Universidad Johns Hopkins. Sus estudios se centraron en la hormona EPO, fundamental para aumentar los niveles de oxígeno en la sangre. Aunque la hormona fue descubierta en 1977, Semenza logró identificar en 1991 una secuencia genética encargada de iniciar la producción de EPO cuando bajan los niveles de oxígeno. Dos años después, Peter Ratcliffe, de la Universidad de Oxford, respaldaría este descubrimiento al demostrar que este mecanismo está presente en todos los tejidos de los animales, no solo en las células renales donde se produce normalmente la hormona. (Le puede interesar: La reducción de oxígeno en el océano pone en riesgo la supervivencia de las especies antárticas)
William Kaelin, el otro galardonado, trabajaba a finales de los 90 en un campo completamente distinto. El oncólogo de la Facultad de Medicina de Harvard se había dedicado a estudiar el síndrome hereditario de Von Hippel-Lindau, una mutación genética que conduce a un riesgo mayor de ciertos tipos de cáncer en familias con mutaciones del gen VHL. Sin embargo, durante sus investigaciones se dio cuenta de que este otro gen, el VHL, estaba involucrado en la regulación de oxígeno y asociado a la manera como las células cancerígenas reaccionan ante este elemento.
Estos hallazgos no solo tienen una importancia fundamental en la fisiología y el entendimiento del metabolismo, la respuesta inmune y la habilidad para adaptarse al ejercicio, por ejemplo, pues además allanan el camino a nuevas investigaciones y medicinas que puedan inhibir o activar la “maquinaria reguladora del oxígeno” para hacer frente y tratar enfermedades como la anemia y el cáncer.
Como asegura la Asamblea Nobel del Instituto Karolinska de Estocolmo, gracias al trabajo pionero de estos investigadores ahora podemos conocer mucho más sobre los procesos adaptativos de las células a niveles bajos y saber cómo la detección de oxígeno puede impulsar también la generación de nuevos vasos sanguíneos y la producción de glóbulos rojos. Incluso se ha demostrado que la detección de oxígeno es esencial durante el desarrollo fetal para controlar la formación normal de vasos sanguíneos y de la placenta.
En resumidas cuentas, el impacto de la investigación llevada a cabo por estos científicos sobre el proceso de adaptación de las células es relevante para todo: desde el embarazo hasta el mal de altura, en enfermedades como el cáncer y en el más sencillo proceso de cicatrización de heridas. Estos tres investigadores recibieron en 2016 el premio Lasker por estos mismos descubrimientos.