las minúsculas moléculas que han llevado a sus descubridores a ganar el Nobel de Medicina

Este año, el Premio Nobel de Fisiología o Medicina ha sido otorgado a Victor Ambros y Gary Ruvkun por su descubrimiento de los microARN, un tipo de moléculas diminutas de ARN que juegan un papel crucial en la regulación de la expresión génica. Este hallazgo, realizado en la década de 1990, ha cambiado de manera fundamental nuestra comprensión de cómo se controlan los genes, no solo en los humanos, sino en todos los organismos multicelulares.

“Los microARN están demostrando ser fundamentalmente importantes para el desarrollo y el funcionamiento de los organismos”, ha indicado el Comité.

Un nuevo principio de regulación genética

La investigación que llevó a este descubrimiento se inició con una pregunta simple pero profunda: si todas las células de un organismo contienen la misma información genética, ¿cómo es posible que cada tipo de célula (como las musculares o las neuronales) tenga funciones tan diferentes? 

La respuesta está en la regulación génica, un proceso mediante el cual cada célula activa solo los genes que necesita para realizar su función específica. Pero, hasta principios de los años 90, los científicos creían que ya entendían los principios clave de cómo se regulaban los genes. Fue entonces cuando el trabajo de Ambros y Ruvkun en un pequeño gusano llamado Caenorhabditis elegans cambió esa visión por completo.

Ambros y Ruvkun descubrieron que una clase previamente desconocida de pequeñas moléculas de ARN, llamados microARN, era responsable de regular la expresión de genes clave, no mediante la creación de proteínas (como lo hacen la mayoría de los ARN mensajeros), sino uniéndose a otros ARN mensajeros para inhibir la producción de proteínas específicas. Esta fue una revelación inesperada y revolucionaria. Los microARN actúan como interruptores genéticos, controlando qué genes se activan o desactivan en distintos tipos de células.

Ambros y Ruvkun descubrieron que una clase previamente desconocida de pequeñas moléculas de ARN, llamadas microARN, era responsable de regular la expresión de genes clave

De un pequeño gusano a una revolución genética

El descubrimiento de los microARN ocurrió durante los estudios de Ambros y Ruvkun en C. elegans, un organismo que, a pesar de su simplicidad, comparte muchos procesos celulares con los humanos. Ambos científicos estaban interesados en comprender cómo las células del gusano controlaban el momento preciso de activación de diferentes genes durante su desarrollo. Su trabajo se centró en dos genes, lin-4 y lin-14, que parecían estar involucrados en este proceso de temporización.

Victor Ambros descubrió que el gen lin-4 no codificaba una proteína, como era común, sino que producía una pequeña molécula de ARN que actuaba como reguladora del gen lin-14. Simultáneamente, Gary Ruvkun mostró que el lin-14 no estaba regulado en el nivel de producción de ARN mensajero (mRNA), sino más tarde, cuando se formaban las proteínas. Al comparar sus resultados, ambos científicos concluyeron que la pequeña secuencia de ARN de lin-4 coincidía con una región complementaria en el mRNA de lin-14, lo que impedía la producción de la proteína.

Este descubrimiento fue publicado en 1993 en dos artículos en la revista Cell, pero en ese momento, la comunidad científica no comprendió completamente la magnitud de su importancia. Muchos consideraban que este tipo de regulación genética podría ser una rareza limitada al gusano C. elegans. 

Sin embargo, todo cambió cuando, en el año 2000, Ruvkun y su equipo descubrieron otra microARN llamada let-7, que estaba conservada a lo largo de la evolución en diversas especies, incluidas los humanos. Esto demostró que la regulación génica por microARN era un mecanismo universal.

El impacto global de los microARN

Desde ese descubrimiento inicial, los microARN han demostrado ser fundamentales para el desarrollo y la función de los organismos multicelulares. Se ha identificado que el genoma humano codifica más de mil microARN diferentes, cada una de las cuales puede regular múltiples genes. Este descubrimiento ha transformado nuestra comprensión de cómo se organizan los complejos circuitos genéticos que controlan el desarrollo y la función celular.

Uno de los aspectos más fascinantes de los microARN es su capacidad para coordinar redes de genes enteras. Una sola microARN puede regular docenas de genes, y un solo gen puede ser controlado por varias microARN, lo que crea una intrincada red de interacciones que asegura que las células funcionen de manera precisa y eficiente. Este mecanismo de regulación fina es esencial no solo para el desarrollo celular, sino también para la adaptación de las células a condiciones cambiantes dentro del cuerpo y el entorno.

Aplicaciones clínicas: del cáncer a las enfermedades neurodegenerativas

Su descubrimiento no solo ha sido una revolución en biología básica, sino que también ha abierto nuevas posibilidades en medicina. La desregulación de los microARN está asociada con diversas enfermedades, como el cáncer, las enfermedades cardíacas y los trastornos neurodegenerativos. 

En muchos tipos de cáncer, por ejemplo, se ha observado que los niveles de ciertas microARN están alterados, lo que sugiere que estas moléculas podrían utilizarse como biomarcadores para el diagnóstico temprano del cáncer o incluso como dianas terapéuticas.

En el caso de las enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, los microARN también están siendo estudiadas por su capacidad para influir en la acumulación de proteínas tóxicas en el cerebro, lo que podría ofrecer nuevas formas de frenar o prevenir estas devastadoras enfermedades.

Un principio fundamental de la biología que continúa sorprendiendo

Aunque el descubrimiento fue inicialmente recibido con escepticismo, hoy en día es imposible imaginar la biología molecular sin este importante mecanismo de regulación. Los estudios actuales siguen revelando nuevas facetas de cómo los microARN interactúan con los genes y controlan procesos biológicos esenciales. 

Desde su descubrimiento, estas moléculas han mostrado su capacidad para orquestar complejas redes genéticas, permitiendo la evolución de organismos más complejos y adaptaciones más sofisticadas.

El Premio Nobel de 2024 es un reconocimiento a la extraordinaria labor de Victor Ambros y Gary Ruvkun, quienes con su trabajo han abierto una nueva dimensión en la biología molecular. Su descubrimiento ha influido profundamente en nuestra comprensión de la vida y continuará moldeando el futuro de la investigación genética y médica.

Referencias: