Fue el sueco e inventor de la dinamita, Alfred Berhard Nobel, quien creo una fundación cuya misión era la de otorgar premios a personas que habían trabajado en beneficio de la humanidad. La fundación, llamada Fundación Nobel, fue creada en el año 1900, tras su muerte y a propósito de sus deseos dejados antes de morir.

Tras más de un siglo desde su creación, muchos grandes científicos y otras personalidades han sido galardonadas con este prestigioso, y a veces polémico, premio.

Ayer fueron  otorgados los de Fisiología y Medicina 2019. En este caso, el oxígeno tiene la culpa.

Fue un boticario también sueco, Carl Scheele, que determinó que una cuarta parte del  volumen del aire era «feuer luft» o aire de fuego, es decir, el componente que tenía la atmósfera y que permitía quemar sustancias. Priestley  encontró un método para purificar ese gas.  Pero fue Antonie Lavoisier quien tras una reunión fortuita de con Priestley, replicó su método y le dio el nombre de oxígeno a la sustancia aislada.  Ambos , y fruto de la ignorancia del momento, tuvieron que pagar un peaje… uno con su vida, Lavoisier, y otro con su huída a América, Priestley.

Peter Ratcliffe, Gregg Semenza y William Kaelin (fuente foto)

Hoy, la sociedad «premió al oxígeno» con tres Premios Nobel: William G. Kaelin Jr., Peter J. Ratcliffe y Gregg L. Semenza, «por sus descubrimientos sobre cómo las células perciben y se adaptan a disponibilidad de oxígeno «, uno de los procesos adaptativos más esenciales de la vida.

En la década de los 90 del siglo pasado, Semenza identificó genes que se activaban cuando los niveles de oxígeno eran bajos, dando lugar a un aumento en los niveles de eritropoyetina (EPO), una proteína que aumenta la producción de glóbulos rojos. Se demostró que muchos ARN mensajeros que dan lugar a enzimas glucolíticas, factor angiogénico VEGF, la eritropoyetina, aumentan cuando disminuye los niveles de oxígeno en las células. Además, se aisló la secuencia reguladora del gen de la EPO, a la que se le llamó HRE o elemento de respuesta a la hipoxia; Mas tarde el grupo de Semenza clonó el factor de transcripción HIF o factor inducible por hipoxia. Hoy sabemos muchos genes tienen regiones HRE y por tanto, son regulados por oxígeno y que HIF regula la expresión de cientos de ARNm. El HIF se ha mostrado ser vital para la adecuada adaptación a los niveles constantemente cambiantes de oxígeno que ocurren en los tejidos y en el medio ambiente. Aspectos relacionados con el desarrollo, homeostasis, cáncer, inflamación, lesión tisular, curación, etc tienen implicado  al HIF.

Semenza demostró que el HIF es un heterodímero formado por dos subunidades «helice-bucle-hélice» de unión al ADN. Un miembro del dímero es el HIF-1α y el resto del dímero es el HIF-1β, siendo el primero quién es sensible al oxígeno.

En un intento de búsqueda de ¿a quién regula el regulador? Kaelin y col. asociaron que la mutación del receptor de supresor tumorar VHL (asociado a cánceres familiares de von Hippel-Lindau) causaron un aumento del HIF. Esto se debe a que VHL participa en la ubiquitinación y eliminación de la proteína. El grupo de Ratcliffe y Kaelin descubrieron que la hidroxilación de los residuos de prolina en  HIF-1α era esencial para la formación del complejo con VHL, proceso de hodroxilación catalizado por una prolil-hidroxilasa (PDH). La hodrixilación de la prolina requiere del oxígeno molecular lo que creó el modelo por el cual las células regulan postraduccional mente la cantidad de HIF. Cuando disminuyen los niveles de oxígeno, la hidroxilación de HIF disminuye, lo que  a su vez disminuye su asociación con VHL y la degradación del HIF-1α por el proteasoma. Entonces, HIF-1α y HIF-1β se acumulan en ausencia de oxigeno y dan lugar a aumento de la expresión de diferentes genes. Además, fue descubierta la existencia de un inhibidor del HIF, también llevada a cabo por una prolina hidroxilasa.

Actualmente estos descubrimientos se están utilizando para poner en marcha diferentes medicamentos en enfermedades como cáncer, anemia, etc. además, por su puesto, de seguir generando conocimiento y respuestas a muchas preguntas de la fisiología. La ciencia es fundamental para el avance de la sociedad ¡invirtamos en ella!

Fuentes 

PNAS | December 6, 2016 | vol. 113 | no. 49 | 1393

La vida de Alfred-Nobel. https://www.nobelprize.org/alfred-nobel/biographical-information/

https://elpais.com/elpais/2019/10/07/ciencia/1570432506_098731.html