Premio Nobel de Medicina 2001

El médico estadounidense Leland H. Hartwell y los doctores británicos Timothy Hunt y Paul M. Nurse han sido galardonados con el Premio Nobel de Medicina 2001 por sus descubrimientos sobre los mecanismos moleculares que regulan el ciclo celular, según ha informado la Asamblea Nobel en el Instituto Karolinska (Suecia). "Los tres ganadores de este año han realizado grandes descubrimientos sobre el mecanismo de control del ciclo celular y han identificado las moléculas claves que los dirigen y cuyo funcionamiento es el mismo que el de las levaduras, las plantas, los animales y el hombre", según ha informado la Fundación Nobel.

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Leland Hartwell (1939, Estados Unidos)

Fred Hutchinson Cancer Research Center (Seattle)

Ha obtenido el Nobel por el descubrimiento de una categoría específica de genes que controlan el ciclo celular. Uno de estos genes, denominado “start”, juega un papel clave en el control del primer paso de cada ciclo celular. Asimismo, Hartwell también es conocido por introducir el concepto de puntos de control o checkpoints, herramientas fundamentales para comprender el ciclo celular.

Paul Nurse (1949, Reino Unido)

Imperial Cancer Research Fund (Londres)

Ha recibido el galardón por su trabajo de identificación de uno de los factores claves de la regulación del ciclo celular, mediante métodos genéticos y de biología molecular. Se trata de la cinasa ciclinodependiente (CDK, según sus siglas en inglés). Nurse ha demostrado también que la CDK se conserva prácticamente sin cambios a lo largo de la evolución y orienta a la célula durante su ciclo a través de cambios químicos (la fosforilación) de otras proteínas.

Timothy Hunt (1943, Reino Unido)

Imperial Cancer Research Fund (Londres)

Ha sido premiado con el Nobel por su descubrimiento de las ciclinas, proteínas que regulan la función de la CDK. Hunt ha mostrado cómo las ciclinas se degradan periódicamente en cada división celular, un mecanismo esencial para el control del ciclo celular.

Desde hace más de un centenar de años se conoce que las células se multiplican por medio de la división. Sin embargo, sólo desde hace un par de décadas se ha podido identificar los mecanismos moleculares que regulan el ciclo celular y, por tanto, la división celular. Estos mecanismos fundamentales se han conservado invariables a través de la evolución y actúan de la misma forma en todos los organismos eucarióticos (aquellos cuyas células tienen sus cromosomas localizados en el núcleo y separados del resto de la célula). Los organismos formados por este tipo de células pueden ser unicelulares, como la levadura y las amebas, o multicelulares, como plantas y animales. El organismo humano está formado por un gran número de células, que tienen una media de un billón de células por gramo de tejido. Cada núcleo celular contiene todo nuestro material genético (ADN), localizado en 46 cromosomas que se agrupan en 23 pares.

Las fases del ciclo celular

El ciclo celular tiene diferentes fases. En la primera fase (G1), la célula crece y se hace grande. Cuando alcanza un tamaño determinado comienza la siguiente fase (S), en la que tiene lugar la síntesis del ADN. La célula duplica su material hereditario (replicación del ADN) y se crea una copia de cada cromosoma. Durante la siguente fase (G2) la célula comprueba que la replicación del ADN se haya completado y se prepara para la división celular. Los cromosomas se separan (mitosis, M) y la célula se divide en dos células hijas. A través de este mecanismo las células hijas reciben idéntica información cromosómica. Después de la división, las células vuelven a la fase G1, completando así el ciclo celular. La duración de este ciclo varía entre los diferentes tipos de células. En la mayoría de las células mamíferas dura entre 10 y 30 horas. Las células en la primera fase del ciclo (G1) no siempre lo prosiguen, sino que pueden salirse de éste y entrar en un estadio de descanso (G0).

Control del ciclo celular

Para los organismos eucarióticos vivos es esencial que las diferentes etapas del ciclo celular estén coordinadas de forma precisa. Los ciclos deben realizarse en el orden correcto, y una fase debe haberse completado antes de que la próxima comience. Los errores en esta coordinación pueden provocar alteraciones cromosómicas, es decir, que cromosomas o partes de éstos pueden perderse, reconfigurarse o distribuirse desigualmente entre las dos células hijas. Este tipo de alteración cromosómica se produce a menudo en las células cancerígenas.

Entender cómo se realiza el control del ciclo celular es un aspecto fundamental en el estudio de muchos campos de la Medicina y la Biología. Los tres laureados con el premio Nobel de Medicina de este año han llevado a cabo descubrimientos esenciales en el nivel molecular que aclaran cómo la célula es conducida de una fase a otra durante el ciclo celular.

El motor y la caja de cambios del ciclo celular

Los tres galardonados han descubierto mecanismos moleculares que regulan el ciclo celular. La cantidad de moléculas CDK es constante a lo largo de todo el ciclo, pero su actividad puede variar debido a la función reguladora de las ciclinas. El CDK y las ciclinas actúan juntos para conducir a la célula de una fase a otra dentro del ciclo. Las moléculas CDK podrían comparase con el motor y las ciclinas con la caja de cambios encargada de controlar si el motor funciona correctamente y conduce a la célula de una fase a otra.

Importancia de los hallazgos

La mayor parte de las áreas de investigación biomédica se benefician de estos descubrimientos básicos, que pueden aplicarse en una amplia gama de campos. Los descubrimientos son importantes para comprender cómo la inestabilidad cromosómica desarrolla las células cancerígenas, es decir, cómo partes de los cromosomas se reagrupan, desaparecen o se reparten desigualmente entre las células hijas. Es probable que estas alteraciones cromosómicas sean el resultado de un control defectuoso del ciclo celular. Se ha demostrado que los genes para las moléculas CDK y las ciclinas pueden funcionar como oncogenes. Las moléculas CDK y las ciclinas también colaboran con los productos de los genes supresores de tumores durante el ciclo celular.

Los descubrimientos en el campo del ciclo celular están listos para ser aplicados en el diagnóstico de tumores. Un aumento en los niveles de moléculas CDK y ciclinas se encuentran en ocasiones en tumores humanos, como los de mama o cerebrales. Estos hallazgos podrán también, a largo plazo, abrir nuevas leyes para la terapia contra el cáncer. De momento ya hay en marcha ensayos clínicos que utilizan inhibidores de las moléculas CDK.

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