Octubre, 2024
Victor Ambros y Gary Ruvkun han ganado el Premio Nobel de Medicina 2024. Los científicos estadounidenses descubrieron los microARN, una nueva clase de diminutas moléculas de ARN que desempeñan un papel crucial en la regulación de los genes. El galardón de este año celebra a dos investigadores cuyo trabajo ha revolucionado nuestra comprensión del funcionamiento del cuerpo humano, y también abrió todo un nuevo campo de la ciencia, que incluso se extiende al desarrollo de nuevos tratamientos.
La Asamblea Nobel del Instituto Karolinska decidió conceder el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 2024 conjuntamente a Victor Ambros y Gary Ruvkun, por el descubrimiento del microARN y su papel en la regulación génica postranscripcional.
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 una contiene exactamente el mismo conjunto de genes y exactamente el mismo conjunto de instrucciones.
Sin embargo, los distintos tipos de células, como las musculares y las nerviosas, tienen características muy distintas. ¿Cómo surgen estas diferencias? La respuesta está en la regulación de los genes, que permite a cada célula seleccionar sólo las instrucciones pertinentes. Esto garantiza que únicamente el conjunto correcto de genes esté activo en cada tipo celular.
Ambros y Ruvkun se interesaron por cómo se desarrollan los distintos tipos de células y descubrieron el microARN, una nueva clase dediminutas moléculas de ARN que desempeñan un papel crucial en la regulación génica. Su hallazgo revolucionario reveló un principio completamente nuevo de este proceso que resultó ser esencial para los organismos pluricelulares, incluidos los humanos.
Un mecanismo regulador vital
Ahora se sabe que el genoma humano codifica más de mil microARN, que están demostrando su importancia fundamental para el desarrollo y el funcionamiento de los organismos.
El Nobel de este año se centra en el descubrimiento de un mecanismo regulador vital utilizado en células para controlar la actividad de los genes. La información genética pasa del ADN al ARN mensajero (ARNm), a través de un proceso llamado transcripción, y luego a la maquinaria celular para la producción de proteínas. Allí, los ARNm se traducen para que las proteínas se fabriquen de acuerdo con las instrucciones genéticas almacenadas en el ADN.
Desde mediados del siglo XX, varios de los descubrimientos científicos más fundamentales han explicado cómo funcionan estos procesos. A ellos se han sumado ahora los dos galardonados con el Nobel 2024.
Un gusano que condujo a un gran avance
A finales de la década de 1980, Victor Ambros y Gary Ruvkun eran becarios postdoctorales en el laboratorio de Robert Horvitz (galardonado también con el Premio Nobel en 2002). En el laboratorio de Horvitz estudiaron un gusano redondo relativamente modesto de 1 mm de longitud, C. elegans.
A pesar de su pequeño tamaño, el C. elegans posee muchos tipos celulares especializados, como células nerviosas y musculares, que también se encuentran en animales más grandes y complejos, lo que lo convierte en un modelo útil para investigar cómo se desarrollan y maduran los tejidos en organismos pluricelulares.
Ambros y Ruvkun se interesaron por los genes que controlan la activación de los distintos programas genéticos, garantizando que los diversos tipos celulares se desarrollen en el momento adecuado. Estudiaron dos cepas mutantes de gusanos, lin-4 y lin-14, que presentaban defectos en dicha activación de los programas genéticos durante el desarrollo. Ambos galardonados querían identificar los genes mutados y comprender su función.
Ambros había demostrado previamente que el gen lin-4 parecía ser un regulador negativo del gen lin-14. Sin embargo, se desconocía cómo se bloqueaba la actividad del gen lin-14. Ambros y Ruvkun estaban intrigados por estos mutantes y su posible relación y se propusieron resolver estos misterios.
Después de su investigación postdoctoral, Victor Ambros analizó el mutante lin-4 en su laboratorio recién creado en la Universidad de Harvard. Un mapeo metódico permitió la clonación del gen y condujo a un hallazgo inesperado. El gen lin-4 produjo una molécula de ARN inusualmente corta que carecía de un código para la producción de proteínas. Estos resultados sorprendentes sugirieron que este pequeño ARN de lin-4 era responsable de inhibir a lin-14.
Al mismo tiempo, Gary Ruvkun investigó la regulación del gen lin-14 en su laboratorio recién creado en el Hospital General de Massachusetts y la Facultad de Medicina de Harvard. A diferencia de cómo se sabía entonces que funcionaba la regulación genética, Ruvkun demostró que no es la producción de ARNm a partir de lin-14 lo que se inhibe por lin-4. La regulación parecía ocurrir en una etapa posterior del proceso de expresión génica, a través del cese de la producción de proteínas.
Los experimentos también revelaron un segmento en el ARNm de lin-14 que era necesario para su inhibición por lin-4. Los dos galardonados compararon sus hallazgos, lo que dio como resultado un descubrimiento revolucionario. La secuencia corta de lin-4 coincidía con secuencias complementarias en el segmento crítico del ARNm de lin-14. Ambros y Ruvkun realizaron más experimentos que demostraron que el microARN de lin-4 desactiva lin-14 al unirse a las secuencias complementarias en su ARNm, bloqueando la producción de la proteína lin-14.
Se había descubierto un nuevo principio de regulación génica, mediado por un tipo de ARN desconocido hasta entonces: el microARN. Los resultados se publicaron en 1993 en dos artículos de la revista Cell.
Un hallazgo que se valoró con el tiempo
Los resultados, sin embargo, fueron recibidos inicialmente con un silencio casi ensordecedor por parte de la comunidad científica. Aunque los resultados eran interesantes, el inusual mecanismo de regulación génica se consideraba una peculiaridad de C. elegans, probablemente irrelevante para los humanos y otros animales más complejos.
Esa percepción cambió en 2000, cuando el grupo de investigación de Ruvkun publicó su descubrimiento de otro microARN, codificado por el gen let-7. A diferencia del lin-4, el gen let-7 estaba muy conservado y presente en todo el reino animal.
El artículo despertó un gran interés y en los años siguientes se identificaron cientos de microARN diferentes. Hoy sabemos que hay más de mil genes para diferentes microARN en los seres humanos y que la regulación génica por microARN es universal entre los organismos pluricelulares. 
(Fuente: Fundación Premio Nobel)
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Un trabajo pionero
Justin Stebbing
Dos científico, Victor Ambros y Gary Ruvkun, han ganado el Premio Nobel de Medicina o Fisiología 2024.
Ambos recibieron el prestigioso galardón por descubrir unas diminutas moléculas que se encuentran en nuestras células llamadas microARN. Este hallazgo no sólo ha cambiado nuestra comprensión del funcionamiento de nuestro cuerpo, sino que también abre todo un nuevo campo de la ciencia. Incluso se extiende al desarrollo de nuevos tratamientos.
Los microARN pueden considerarse pequeños controladores dentro de nuestras células, los componentes básicos de nuestro cuerpo. Ayudan a decidir qué partes de nuestro ADN, nuestro material genético, deben estar activas y cuáles silenciadas.
Piense en ellos como si fueran los botones del volumen de nuestros genes, que suben o bajan según sea necesario. Todas nuestras células contienen el mismo número de letras de ADN, llamadas bases: unos 3 000 millones. De hecho, estas diminutas moléculas ayudan a controlar cuáles de esas letras están encendidas o apagadas, el volumen del interruptor y, con ello, el comportamiento de nuestros genes.
Es lo que se denomina regulación génica y es muy importante, ya que ayuda a las células a decidir qué tipo celular deben ser. También cumple muchas funciones en enfermedades difíciles de tratar como el cáncer y en enfermedades neurológicas como el alzhéimer y el párkinson.
Un mecanismo de ajuste durante toda la vida
Los microARN desempeñan un papel crucial en nuestro organismo a lo largo de toda nuestra vida. Guían nuestro desarrollo desde una sola célula hasta una persona completamente formada con diversos órganos y tejidos.
A medida que crecemos y envejecemos, estas diminutas moléculas siguen manteniéndonos sanos al ajustar la actividad de nuestros genes según sea necesario. Cuando los microARN funcionan mal, pueden provocar enfermedades como el cáncer, razón por la que los científicos los estudian para desarrollar nuevos tratamientos.
Curiosamente, los microARN también ayudan a explicar por qué las distintas partes de nuestro cuerpo tienen un aspecto y un funcionamiento diferentes, a pesar de que todas nuestras células contienen las mismas letras de ADN. Esto los hace esenciales tanto para nuestra salud general como para nuestra singularidad individual.
Gran parte de mi investigación se ha centrado en los microARN, y ahora sabemos que hay miles de ellos en nuestras células, todos distintos.
Los equipos que he dirigido han demostrado su importancia en muchos tipos de cáncer y cómo controlan procesos celulares, como el crecimiento y la división, pero también la propagación, que puede darse en el cáncer. Incluso hemos descubierto que son clave para despertar células madre en el cáncer, poblaciones poco comunes que pueden dar lugar a un tumor completamente nuevo.
Un descubrimiento en gusanos
Ambros y Ruvkun descubrieron estos microARN al estudiar gusanos diminutos. Se dieron cuenta de que estas moléculas podían controlar el crecimiento de estos organismos.
El hecho de que los microARN se encuentren en muchas especies sugiere que han sido importantes a lo largo de la historia evolutiva y de la biología en general. Más tarde, los científicos descubrieron que los humanos y otros animales también tienen microARN.
Comprender mejor estas moléculas podría conducir a nuevas formas de diagnosticar antes las enfermedades y, en general, a una comprensión más profunda del funcionamiento de nuestro cuerpo.
Los científicos están explorando formas de utilizar los microARN o moléculas dirigidas a ellos como tratamientos para diversas enfermedades. Hemos descubierto que algunos microARN son muy buenos para desactivar las células cancerosas, por lo que incluso podrían ser útiles como tratamientos en sí mismos.
En términos básicos, haber descubierto los microARN es como haber encontrado un nuevo conjunto de herramientas que nuestro cuerpo utiliza para mantenerse sano. Este conocimiento proporciona a científicos y médicos nuevas formas de ayudar a las personas cuando algo va mal en su salud.
El Nobel reconoce la importancia de este descubrimiento para la medicina y nuestra comprensión de la vida. El trabajo pionero de los galardonados con pequeños gusanos condujo al descubrimiento de un mecanismo biológico fundamental que es crucial para la vida tal y como la conocemos.
Su Premio Nobel reconoce cómo este descubrimiento ha transformado nuestra comprensión de la regulación génica y ha abierto nuevas vías para la investigación y el tratamiento médicos. Demuestra que incluso los componentes más pequeños de nuestras células pueden tener un enorme impacto en nuestra salud y bienestar general. (Este artículo fue publicado originalmente en inglés).
