Descubierta una nueva prote¨ªna que interviene en el sentido del tacto

La piel es el ¨®rgano m¨¢s grande del cuerpo humano. La de un hombre puede ocupar dos metros cuadrados, pesar hasta cinco kilogramos y ser tan gruesa como un cent¨ªmetro, en las plantas de los pies, o tan fina como 0,5 mil¨ªmetros, en las bolsas testiculares. Es la interfaz con la que los humanos nos relacionamos con el entorno, sintiendo desde el fr¨ªo hasta las quemaduras, pasando por los golpes o las formas. En sus tres principales capas, en especial la epidermis, hay m¨¢s de 11.000 prote¨ªnas, la mayor¨ªa con funciones por descubrir. Ahora, un grupo de investigadores ha descubierto una, llamada ELKIN1, que parece ser esencial en el sentido del tacto, el m¨¢s olvidado de los sentidos. De faltarnos, igual no podr¨ªamos sentir todas las caricias.

Gary Lewin, del Centro Max Delbr¨¹ck de Medicina Molecular (Berl¨ªn, Alemania), lleva m¨¢s de 20 a?os investigando los canales i¨®nicos, prote¨ªnas presentes en la membrana, la envoltura, de las c¨¦lulas. Tienen la capacidad de abrirse y permitir el intercambio de iones entre el interior y el exterior de la c¨¦lula. Ejercen distintas funciones seg¨²n el tipo celular. En el caso de las neuronas sensoriales, estos canales convierten un determinado est¨ªmulo (calor, fr¨ªo, presi¨®n) en corrientes i¨®nicas (similares a las el¨¦ctricas) que llegan desde las terminaciones nerviosas m¨¢s perif¨¦ricas hasta el cerebro. En 2020, estudiando tejidos de un melanoma, una investigadora del Laboratorio de Fisiolog¨ªa Molecular de las Sensaciones Som¨¢ticas que dirige Lewin descubri¨® una prote¨ªna que daba sensibilidad mec¨¢nica a estas c¨¦lulas cancerosas. ¡°Descubrimos que poseen una actividad de canales i¨®nicos muy similar a la que se encuentra en los receptores t¨¢ctiles. Identificamos a ELKIN1 como responsable de esta actividad. El siguiente paso era obvio, ver si ten¨ªa algo que ver con el tacto¡±, cuenta el autor s¨¦nior de esta investigaci¨®n, que hace unos a?os descubri¨® c¨®mo los ratopines rasurados son insensibles a ciertos tipos de dolor.

Para comprobarlo, realizaron una serie de experimentos con ratones y c¨¦lulas humanas, cuyos resultados acaban de publicar en la revista Science. A los roedores, les modificaron el gen ELKIN1 usando la t¨¦cnica CRISPR para que no expresaran la prote¨ªna funcional. Despu¨¦s les hicieron cosquillas con un bastoncillo de algod¨®n en las patas traseras. Comprobaron que los no modificados las retiraban en el 90% de las veces. Sin embargo, los ratones mutantes solo las retiraron en el 47,5% de las ocasiones, lo que demostr¨® que ten¨ªan p¨¦rdida de sensibilidad a est¨ªmulos mec¨¢nicos.

¡°ELKIN1 tiene un papel importante en el tacto¡±, dice ?scar S¨¢nchez, del laboratorio de Lewin y coautor de la investigaci¨®n. ¡°Pero existen otros canales i¨®nicos, como PIEZO2. Es altamente probable que en los casos en que los ratones mutantes para ELKIN1 mostraron respuesta al est¨ªmulo mec¨¢nico, PIEZO2 estuviera compensando la ausencia del otro canal¡±, a?ade. En octubre de 2021 le dieron el premio Nobel de Medicina a los investigadores David Julius y Ardem Patapoutian. Al primero, por descubrir receptores de la temperatura. Al segundo, por describir por primera vez dos canales encargados de sentir la presi¨®n a los que llamaron PIEZO1 y PIEZO2. Uno regula la sensaci¨®n de presi¨®n en los ¨®rganos internos, la respiraci¨®n o el control de la orina en la vejiga. El otro, adem¨¢s de la propiocepci¨®n, el sentido por el cual puedes cerrar los ojos y tocarte la nariz, es clave para el sentido del tacto. Ahora, de confirmarse este trabajo, PIEZO2 y ELKIN1 trabajar¨ªan juntos.

Para Lewin, ¡°desempe?an funciones complementarias, cada uno representa aproximadamente el 50% del tacto¡±. De ser as¨ª, las distintas sensaciones t¨¢ctiles del exterior llegar¨ªan a las terminaciones que las neuronas sensoriales que, partiendo de los ganglios raqu¨ªdeos (en la columna vertebral), alcanzan la epidermis. All¨ª, los canales PIEZO2 y ELKIN1, de forma solapada o combinadas, convertir¨ªan el tacto en corriente i¨®nica que viajar¨ªa hacia arriba por el sistema nervioso hasta llegar al cerebro, el encargado de interpretar si lo que est¨¢ sintiendo es un roce o una pedrada.

Les faltaba trasladar los resultados observados en los ratones a los humanos. Para ello, usaron una especie de neuronas sensoriales humanas obtenidas a partir de c¨¦lulas madre que tienen propiedades electrofisiol¨®gicas similares a las neuronas de los ganglios raqu¨ªdeos. En ellas, detectaron tanto la presencia de ELKIN1 como su contribuci¨®n a las corrientes i¨®nicas disparadas por la presi¨®n aplicada con unas pipetas tan peque?as, de unas pocas micras, que son una de las grandes novedades de esta investigaci¨®n.

Si Lewin lleva 20 a?os investigando los canales i¨®nicos, Jos¨¦ Antonio Vega, catedr¨¢tico de anatom¨ªa y embriolog¨ªa humana en Universidad de Oviedo, viene investigando los est¨ªmulos mec¨¢nicos desde hace 43. ¡°Desde inicios de este siglo se han ido conociendo muchos de estos canales, los nociceptores (los del dolor), los termorreceptores, los de las temperaturas extremas... los higroceptores, es decir, los de la humedad que est¨¢n ah¨ª, pero a¨²n no los hemos descubierto. Tienes un brazo fuera y el otro en agua tibia. Percibes que est¨¢ mojada, pero no sabemos como se produce la sensaci¨®n. Yo llevo a?os detr¨¢s de ellos¡±, comenta. Vega, que ha tenido ocasi¨®n de leer la investigaci¨®n de Lewin y sus colegas. Destaca su excelencia, su alto nivel. Incluso el t¨¦cnico. ¡°Yo quiero contar con esa tecnolog¨ªa¡±, comenta. Pero cree tambi¨¦n que no cierran el c¨ªrculo.

¡°Demuestran que en las neuronas sensoriales mecanoreceptoras de los ganglios raqu¨ªdeos se expresa este gen, ELKIN1. Demuestran tambi¨¦n que ELKIN1 es necesario y suficiente para conferir mecanosensibilidad a los cultivos celulares¡±, destaca Vega, que a?ade: ¡°Estudian las c¨¦lulas, estudian los ganglios, estudian las fibras, pero no estudian los corp¨²sculos sensitivos que hay debajo de la piel¡±. Para ¨¦l, es lo que falta. En su libro El tacto. Tocar y Sentir (de acceso gratuito), del que tambi¨¦n es coautor Iv¨¢n Suazo, de la Universidad Aut¨®noma de Chile, la descripci¨®n anat¨®mica y funcional del sentido del tacto empieza con una serie de ¨®rganos sensoriales presentes bajo la piel, los corp¨²sculos sensitivos. Ah¨ª empieza todo. Es en ellos donde la presi¨®n mec¨¢nica se convierte en est¨ªmulos el¨¦ctricos por medio de los canales i¨®nicos. ¡°Hay datos suficientes para decir que ELKIN1 est¨¢ implicado en el tacto, pero no demuestran que est¨¢ en el lugar donde se inicia la sensaci¨®n t¨¢ctil¡±, concluye. Vega se plantea pedirles las patitas de los ratones para buscar la presencia del nuevo canal i¨®nico en los corp¨²sculos de su piel.

Para Teresa Gir¨¢ldez, catedr¨¢tica de la Universidad de La Laguna (Tenerife) e investigadora de los distintos canales i¨®nicos, esto es lo mejor de la investigaci¨®n cient¨ªfica: ¡°Trabajos como este muestran que las historias no est¨¢n completas. La gente piensa, le dieron el Nobel Ardem [Patapoutian], ya no hay nada m¨¢s que hacer. Pero siempre puedes seguir tirando del hilo, como han hecho estos investigadores que proponen este nuevo canal mecanosensitivo¡±. Como Vega, Gir¨¢ldez apunta lo que echa en falta: ¡°Lo que tienes que demostrar ahora es que las neuronas del tacto leen ese gen, producen la prote¨ªna y adem¨¢s la expresan en la membrana y producen el est¨ªmulo el¨¦ctrico¡±. Una vez que la encuentren en los propios corp¨²sculos y, como sucedi¨® con el Nobel de 2021, hallen a personas con el gen ELKIN1 mutado que no diferencien, por ejemplo, un golpe de una caricia, podr¨ªan hacerse acreedores del premio.

Puedes seguir a MATERIA en Facebook, X e Instagram, o apuntarte aqu¨ª para recibir nuestra newsletter semanal.