El Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2024 fue otorgado conjuntamente a los biólogos Victor Ambros, de la Universidad de Massachusetts Chan Medical School, y Gary Ruvkun, de Harvard Medical School y el Massachusetts General Hospital, por su descubrimiento de los microARN y su papel en la regulación génica postranscripcional. Esta investigación, llevada a cabo mientras estudiaban gusanos hace décadas, reveló la existencia de pequeñas moléculas de material genético, los microARN, que influyen en la expresión de los genes en las células.
microARN
Los microARN están formados por las mismas bases nucleotídicas que los ARN mensajeros (ARNm), las moléculas encargadas de transportar las instrucciones para fabricar proteínas codificadas por el ADN. Sin embargo, los microARN son mucho más cortos, con una longitud de entre 20 y 25 nucleótidos, y desempeñan un papel diferente en la célula. Al unirse a ARNm específicos, los microARN controlan si estos ARNm se traducen o no en proteínas. Este descubrimiento inauguró un nuevo campo de investigación dedicado a explorar el papel de los microARN tanto en el desarrollo de los organismos como en enfermedades como el cáncer, donde a menudo están desregulados.
El premio reconoce, pues, el descubrimiento de que los ARNm pueden ser modulados por microARN, un mecanismo fisiológico totalmente inesperado que, según el comité del Nobel, resalta la importancia de la investigación impulsada por la curiosidad. El descubrimiento de esta nueva capa de regulación genética a finales de los años 1990 y principios de los 2000 mostró que aún quedaban muchas sorpresas por descubrir en la biología molecular.
Las investigaciones de Ambros y Ruvkun
Ambros y Ruvkun trabajaron en la década de 1980 como investigadores postdoctorales en el laboratorio de Robert Horvitz, quien compartió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 2002. Allí, los científicos estudiaban el gusano redondo Caenorhabditis elegans, un organismo modelo en el que se investigan los procesos de desarrollo celular y tisular. En particular, investigaban gusanos con mutaciones específicas en su ADN que causaban anomalías en su desarrollo. Descubrieron que un gen llamado lin-4 parecía bloquear la expresión de otro gen, lin-14, pero no fue hasta que ambos científicos dejaron el laboratorio de Horvitz para formar sus propios grupos de investigación que pudieron desvelar cómo ocurría esto.
En 1993, el equipo de Ambros en la Universidad de Harvard y el equipo de Ruvkun en el Massachusetts General Hospital y Harvard Medical School revelaron que el gen lin-4 producía una molécula de ARN corta que no codificaba para ninguna proteína, pero cuya secuencia era complementaria al ARNm de lin-14. Esto permitía que la molécula de ARN de lin-4 se uniera al ARNm de lin-14, bloqueando así su capacidad para producir proteínas.
Este hallazgo proporcionó una nueva explicación sobre cómo los genes podían ser encendidos o apagados en el interior de las células. Aunque inicialmente se consideró una rareza, en el año 2000 Ruvkun descubrió otro microARN llamado let-7, que a diferencia de lin-4, estaba presente en una amplia variedad de organismos a lo largo del reino animal. Este descubrimiento atrajo mucho más interés y, desde entonces, los biólogos han identificado decenas de miles de genes que codifican microARNs.
En las últimas dos décadas, la investigación ha profundizado en el papel de los microARN no solo en el desarrollo normal de plantas y animales, sino también en enfermedades como el cáncer y los trastornos esqueléticos. Se ha encontrado que componentes de las vías de los microARN están mutados en docenas de enfermedades. Aunque algunos estudios clínicos basados en terapias con microARN han enfrentado obstáculos debido a efectos secundarios tóxicos, muchos científicos mantienen el optimismo sobre el potencial de los microARN como terapias en el futuro.
Uno de los avances más prometedores en esta área es el uso de microARN o fármacos dirigidos a los microARN para ajustar la expresión génica en células enfermas. Aunque el hecho de que cada microARN pueda influir en la traducción de cientos de diferentes ARNm presenta desafíos, esto también podría ser una ventaja en comparación con los tratamientos tradicionales para enfermedades complejas como el cáncer, que rara vez pueden resolverse abordando un solo objetivo.
Algunos investigadores creen que la capacidad de los microARN para influir en múltiples genes a la vez podría ser una herramienta poderosa en el tratamiento de enfermedades como el cáncer, siempre que se pueda asegurar que los genes afectados sean los correctos.
Un gusano y una molécula muy productivos
El reconocimiento de este trabajo por parte del Premio Nobel también destaca el valor de la investigación básica y del uso de organismos modelo como C. elegans. Es notable que la investigación en este pequeño gusano de solo 959 células siga dando lugar a premios Nobel.
Este premio marca la quinta ocasión en que investigaciones relacionadas con el ARN han sido galardonadas con un Nobel, lo que subraya la importancia continua de esta molécula en la biología y la medicina.
Más información
Artículo de Catherine Offord en Science.
