Relojes biológicos: Premio Nobel de Fisiología y Medicina 2017

«El Nobel de Fisiología y Medicina 2017 fue entregado por la Real Academia Sueca a Jeffrey C. Hall y Michael Rosbash de Braideis University y a Michael W. Young de Rockefeller University por descubrir cómo los organismos vivos se sincronizan con los ritmos del planeta Tierra.»

Hay una mosca que se cayó a la sopa

La historia comienza en 1971 en el laboratorio de Seymor Benzer (1921-2007). En esa época, la mitad de la gente pensaba que la idea de que los genes afectan el comportamiento era descabellada. Seymor uso mutantes de moscas para demostrar que estaban equivocados. Entre las mutantes más interesantes que encontró estaba el grupo de moscas «per» (period) que tenían alterados los periodos de actividad y descanso al igual que Seymor, que prefería trabajar en la noche. Pero no fue hasta el año 1984 en que, trabajando en forma independiente Hall con Roshbash y por otro lado Mike Young, lograron identificar el gen mutado que causa la pérdida del reloj biológico y lo llamaron per(1). No fue hasta 1994 que Mike Young encontró el gen tim (timeless, o sin tiempo) que es regulado por la luz y a su vez regula al gen per. De esta manera se completa el puzzle de cómo los ciclos de luz/oscuridad del planeta pueden afectar el reloj biológico de los organismos vivos (2). Un reloj que está presente en organismos tan variados como plantas, ratones y humanos, y que actualmente se considera una función tan fundamental como respirar.

Soledad Miranda, investigadora de la Universidad de Montreal y una de nuestras etilmercuristas, conoció de cerca el «efecto Nobel»:

Cuando yo vivía en la Rockefeller University y hacía mi posdoctorado, el día en que anunciaban el Nobel este era el tema del que se hablaba desde que subías al ascensor. Como parte del equipo, estábamos todos nerviosos porque las predicciones para el próximo ganador incluyen cada año a varios profesores de esa universidad. De hecho, la Rockefeller University tiene 25 premios Nobel, 5 de ellos desde el año 2000. Ahí aprendí que «El Llamado» desde Suecia siempre ocurre en la mitad de la noche para los que vivimos en América del Sur o del Norte. Y lo que pasa durante estos extraños llamados es parte de la leyenda. Por ejemplo, Roderick Mackinnon (Rockefeller, Nobel de Química 2001) estaba en un acelerador de partículas en algún desierto lejano y les costó mucho encontrarlo para darle la noticia. A Martin Chalfie (Columbia University, Nobel de Química 2008) no lo encontraron nunca y terminaron llamando a una de sus alumnas, la chilena Andrea Calixto [¡Mira mamá, dijo Chile!]. Michael Roshbach, galardonado este año, contestó el teléfono y dijo: «me están tomando el pelo!».

También le tomó por sorpresa a Mike Young, que no estaba entre los favoritos para este año. Durante la conferencia de prensa, Mike dijo estar tan nervioso que se puso los zapatos antes que los pantalones esa mañana. Con su usual sencillez, contó la historia de sus descubrimientos y después contestó preguntas de los periodistas científicos. Acá resumimos y explicamos las ideas más interesantes.

Científicos sin pantalones es una tendencia en tu área.

Ahora que va a tener que viajar a Estocolmo para recibir el premio Nobel, ¿qué le va a pasar a su ciclo circadiano con el jet lag?

Mike Young: Todas las células de nuestro cuerpo tienen su propio reloj biológico. Las neuronas de nuestro cerebro se adaptan en 24 horas, pero las de la piel o del hígado se demoran más. A los ratones de laboratorio les toma una semana entera hasta que todo el cuerpo se adapta al nuevo horario. Estar expuestos a la luz del sol ayuda a adaptarse más rápido al nuevo horario. El hígado, sin embargo, no ve el sol, sino que se activa cuando comemos, por eso es importante comer a las horas del lugar donde uno llega para acelerar la adaptación. En el futuro también van a existir fármacos en la medida que encontremos más genes que pueden responder para ayudar a adaptarse más rápido.

Con esto se acaban las excusas para ir a asaltar el refrigerador en mitad de la noche: «¡Es que estoy con el horario cambiado!» Imagen: barkbud https://www.flickr.com/photos/barkbud/4437349998

¿Qué pasa con la gente en Suecia (¡o en Punta Arenas!) donde hay tantas horas de oscuridad en invierno?

M. Y.: La respuesta a esta pregunta se sabe desde el siglo XVIII. El astrónomo Jean Jacques d’Ortous de Mairan estudiaba las plantas llamadas mimosas. Estas plantas cierran sus hojas en la noche y él se preguntó qué pasaba si las ponía en una caja oscura todo el día. La respuesta es que las plantas seguían abriendo las hojas en el día y cerrandolas en la noche, lo que demostró que tenían un reloj biológico que funcionaba independiente de la luz del sol. Eso mismo pasa con los habitantes de Punta Arenas. El reloj sigue funcionando con un periodo de casi 24 horas, que es lo normal.

¿Qué importancia tiene el reloj biológico para la salud humana?

M. Y.: Uno de los descubrimientos más interesantes es que el reloj biológico tiene que ver con la obesidad. Aún no se sabe bien por qué, pero si los periodos de alimentación se intercalan con periodos de ayuno, engordan menos que si esas mismas calorías se consumen en forma constante. Probablemente tiene que ver con síntesis de hormonas y esto se está estudiando intensamente. También gracias a los avances en secuenciación de genomas se están empezando a estudiar mutaciones en humanos que llevan a problemas del sueño, con la idea final de buscar fármacos para tratamientos.

Así termina de tejerse una historia que comienza en un laboratorio lleno de moscas, con una pregunta sin aplicación práctica clara, y que termina con un tipo con zapatos y sin pantalones a mitad de la noche. La historia de una investigación poco pretenciosa, pero que permitió descubrir una función fundamental para la salud humana, lo que promete mejorar la calidad de vida de muchas personas.

En un momento en que en Estados Unidos, e incluso en Chile, se está discutiendo dejar de financiar investigaciones básicas como esta, la Academia Sueca manda un claro mensaje: la ciencia no se hace solo con investigaciones de aplicación inmediata. A veces, la simple curiosidad y una ruta sin mapas pueden llevarnos a descubrir extraordinarios tesoros.