Premio Nobel de Medicina: Víctor Ambros y Gary Ruvkun, galardonados por el descubrimiento del microARN

El Premio Nobel en Medicina y Fisiología 2024 fue para los estadounidenses Víctor Ambros y Gary Ruvkun por el “descubrimiento revolucionario” que permitió conocer cómo se controla la actividad de los genes dentro de las células, según señaló el jurado sobre su decisión. En 1993, ambos dieron a conocer la existencia de los microARN, conjuntos de moléculas minúsculas con “un papel crucial” en la regulación de los genes, ya que eso determina cómo se desarrollan y funcionan –o no– los organismos multicelulares, como es el humano.

Sin los microARN, las células y los tejidos no se desarrollarían de manera normal, como se destacó al anunciar el galardón. Y, si fallan, pueden aparecer enfermedades, como el cáncer. El genoma humano codifica más de 1000 microARN.

El anuncio fue puntual. A las 11.30 de Suecia (6.30 hora argentina), Thomas Perlmann, secretario general del Comité Nobel del Instituto Carolino, en Estocolmo, dio a conocer los nombres de los dos laureados. Ambros es profesor de Ciencias Naturales en la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts e investigador de la Universidad de Harvard. Ruvkun, por su parte, realizó sus trabajos a la par de su colega en el Hospital General de Massachusetts y es profesor de Genética en la Facultad de Medicina de la Universidad de Harvard.

“La información almacenada en nuestros cromosomas puede compararse a un manual de instrucciones para todas las células de nuestro cuerpo. Cada célula contiene los mismos cromosomas, por lo que cada célula contiene exactamente el mismo conjunto de genes y exactamente el mismo conjunto de instrucciones. Sin embargo, los distintos tipos celulares, como las células musculares y nerviosas, tienen características diferentes”, explicó el comité que analiza el trabajo de los nominados al Nobel.

Esas diferencias son las que justamente surgen por la regulación en la que intervienen los microARN. Eso “permite que cada célula selecciones solamente las instrucciones que le son relevantes”, lo que “garantiza que solo se active en cada tipo de célula el conjunto de genes correcto”.

Ese mecanismo regulatorio esencial por microARN colaboró en la evolución de organismos cada vez más complejos. ¿Cómo lo hace? Desde el Instituto Carolino repasaron los pasos de un proceso que descubrimientos fueron definiendo desde mediados del siglo pasado: la información genética pasa del ADN al ARN mensajero (ARNm) por un proceso conocido como transcripción y, luego, a la maquinaria celular: ahí es donde el ARNm se traduce para que las proteínas se produzcan de acuerdo con las instrucciones genéticas almacenadas en el ADN.

“Nuestros órganos y tejidos constan de muchos tipos de células diferentes, todas con características genéticas idénticas. Sin embargo, expresan conjuntos únicos de proteínas -detallaron-. [La regulación genética] permite, por ejemplo, que las células musculares, intestinales y distintos tipos de células nerviosas realicen sus funciones especializadas. Además, la actividad genética debe ajustarse continuamente para adaptar las funciones celulares a las condiciones cambiantes de nuestro cuerpo y el entorno. Si la regulación genética falla -explicó el comité-, puede provocar enfermedades graves como cáncer, diabetes o autoinmunidad. Por lo tanto, comprender la regulación de la actividad genética ha sido un objetivo importante para la ciencia durante décadas.”

Pasaron 31 años desde la publicación en la revista Cell de este descubrimiento. Graciela Boccaccio, investigadora del Conicet en el Laboratorio de Biología Celular del ARN del Instituto Leloir, destacó la curiosidad inicial de esos dos estudiantes de posdoctorado en el laboratorio de Robert Horvitz (Premio Nobel de Medicina 2002) en el Instituto de Tecnología de Massachussets por un fenómeno que atraía su atención, sin pensar en ese momento siquiera las aplicaciones futuras que tendría el resultado.

“Son nombres de referencia en el conocimiento de los miRNAs”, definió la científica e inspiraron con su descubrimiento a otros científicos. En la Argentina, Javier Palatnik, ahora director del Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (Conicet-Universidad Nacional de Rosario), caracterizó la función biológica del primer microARN en plantas, publicación que llegó a la portada de la revista Nature. Investiga con su equipo cómo mejorar el rinde de cultivos de interés agronómico.

Ambros y Ruvkun llegaron a su “descubrimiento revolucionario”, como lo definió el jurado del Nobel, al tratar de comprender en un gusano (Caenorhabditis elegans) cómo se desarrollaban los distintos tipos de células. Ese nematodo es considerado un modelo biológico porque en apenas 1 mm de largo hay múltiples células especializadas como en seres vivos de más tamaño y complejidad. “Es muy funcional en el laboratorio para entender procesos clave de los organismos pluricelulares, inclusive humanos”, agregó Boccaccio en diálogo con LA NACIÓN.

“Estos microARN se encuentran entre las moléculas de ARN más pequeñas y su función es regular la actividad de ARN mensajeros (ARNm) que transmiten la información genética entre los genes y las proteínas –explicó la científica, que es especialista en ARN–. En esa interacción con el ARNm, los microARN regulan la eficiencia con la que la maquinaria de síntesis de proteínas funciona. Es decir, que proporcionan en ese proceso un ajuste fino de la cantidad de proteína X que se produce del gen X en un tipo celular. Los microARN son los responsables de una regulación muy sofisticada y concertada. Algunos son capaces de regular a más de una molécula de ARNm funcionalmente relacionados.”

Boccaccio mencionó que los microARN, que existen en todos los organismos vivos pluricelulares, tienen alto impacto en biomedicina. “Neoplasias y varias procesos patológicos se asocian a fallas en la regulación génica por microARN”, señaló la científica.

Por su parte, Alberto Kornblihtt, exdirector del Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (Ifibyne-UBA-Conicet), destacó que con esta distinción, Ambros pasa a integrar “una escuela científica de cuatro premios Nobel en línea”: hizo su tesis de doctorado con David Baltimore (Premio Nobel de Medicina y Fisiología 1975) y el posdoctorado con Robert Horvitz, laureado en 2002 por el descubrimiento de la muerte celular programada y quien introdujo el modelo biológico del gusano C. elegans. También, formó a Craig Mello (Premio Nobel 2006). Kornblihtt destacó que las investigaciones de Ruvkun y Ambros contaron con financiamiento de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos.

Manuel de la Mata es investigador del Conicet en el Ifibyne y docente de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires. Investiga el mecanismo por el cual se destruye en las células a los microARN. “El descubrimiento de Ambros y Ruvkun planteó un cambio de paradigma en cómo entendemos la regulación génica –dijo a LA NACIÓN–. Hasta entonces, ese mecanismo se pretendía explicar por la capacidad de los genes de poder copiarse al ARNm para producir proteínas. Pero ellos descubrieron que no solo importa cuánto se copia al ARNm, sino cuánto se utiliza de ese ARNm para fabricar proteína: los microARN le ponen un freno a la cantidad de proteína que se produce a partir del ARNm”.

Si ese regulador falla, se produce proteína de más o de menos y pueden aparecer enfermedades asociadas a la regulación génica por microARN, como el cáncer o los trastornos autoinmunes. “Es una regulación muy fina: cuanto más complejo es un organismo, también lo es su funcionamiento. Los organismos más complejos pudieron existir, en parte, por la complejidad de su regulación génica”, agregó De la Mata.

En el Ifibyne, estudia en células animales el mecanismo por el cual se destruyen los microARN. “Es conocer cómo se regulan los reguladores en biología, lo que es común en la complejidad de la regulación génica. Tienen que cumplir su función, pero también tienen que ser destruidos en el momento oportuno”, explicó.

Fue el investigador argentino Demián Cazalla que, en 2010, descubrió en Estados Unidos que un virus podía eliminar un microARN y esto le permitía, así, dividirse y subsistir al infectar células. “Nosotros estamos tratando de desentrañar cómo opera ese mecanismo de eliminación”, finalizó De la Mata.

Premio Nobel

Como cada año, esta semana se entregarán los reconocidos galardones en distintas áreas. Cada uno reconoce la contribución innovadora de un individuo u organización en un campo específico. Los premios se otorgan por fisiología o medicina, física, química, ciencias económicas, literatura y trabajo por la paz, que a menudo atrae la mayor atención debido al calibre de las personas y grupos nominados.

Del 7 al 11 de octubre se anunciará un premio cada día, y uno más el 14 de octubre. Los anuncios se realizan desde Oslo, Noruega, y Estocolmo, y se emiten en directo a través de los canales digitales oficiales de la organización del Premio Nobel.

La edición de 2023 reconoció en Medicina el trabajo de la investigadora húngara Katalin Karikó y de su colega estadounidense Drew Weissman por el desarrollo de las vacunas basadas en el ARN mensajero, decisivas en la lucha contra el Covid-19. El premio de medicina se entregó 114 veces a un total de 227 laureados. Apenas 13 mujeres consiguieron ese reconocimiento.

Este martes se entregará el de Física y el miércoles, el de Química. El jueves será el turno del de Literatura y el viernes el de la Paz. La temporada cerrará con el premio de Economía el próximo lunes 14. Los galardonados obtendrán un cheque de 11 millones de coronas (más de un millón de dólares), que se repartirán en caso de haber varios ganadores.

Quiénes son los ganadores del Nobel de Medicina

Víctor Ambros nació en 1953 en Hannover, Estados Unidos. Recibió su doctorado de Instituto de Massachusetts de Tecnología (MIT), Cambridge, en 1979 donde también hizo investigación posdoctoral. Se convirtió en investigador principal en la Universidad de Harvard. También fue profesor en la Escuela de Medicina de Dartmouth, desde 1992 hasta 2007, y ahora es Profesor Silverman de Ciencias Naturales Ciencias en la Universidad de escuela de medicina de Massachusetts.

Gary Ruvkun nació en Berkeley, California, en 1952. Recibió su doctorado en Harvard en 1982. Fue becario posdoctoral en el Instituto de Massachusetts de Tecnología (MIT), en Cambridge. Luego, se convirtió en director Investigador en Massachusetts en el Hospital General y actualmente es catedrático de Genética en la Facultad de Medicina local.

El cronograma de entrega de los premios

• El premio de fisiología o medicina se anunciará el lunes 7 de octubre.
• El premio de física se anunciará el martes 8 de octubre.
• El premio de química se anunciará el miércoles 9 de octubre.
• El premio de literatura se anunciará el jueves 10 de octubre.
• El premio de la Paz se anunciará el viernes 11 de octubre.
• El premio de Economía se anunciará el lunes 14 de octubre.

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