Por qu¨¦ sentimos fr¨ªo cuando baja la temperatura o chupamos un mentolado

Pasar calor o fr¨ªo le ocurre a cualquiera y esas dos sensaciones primarias explican horas diarias de conversaci¨®n y muchos minutos de telediario. Sin embargo, el conocimiento de lo que hay detr¨¢s de esas percepciones es algo relativamente reciente y ofrece una visi¨®n fascinante sobre lo m¨¢s ¨ªntimo de nuestra naturaleza. En la superficie de nuestras c¨¦lulas se producen unas prote¨ªnas sensibles a los cambios de temperatura que, cuando hace fr¨ªo o calor, se abren para formar un canal por el que pasa un flujo de iones que informa a la c¨¦lula de lo que est¨¢ sucediendo en el exterior. ¡°Esas antenas bioqu¨ªmicas, que tienen todos los seres vivos, traducen las se?ales f¨ªsicas de nuestro entorno y nos permiten comunicarnos con el exterior¡±, explica Teresa Gir¨¢ldez, experta en estos canales i¨®nicos de la Universidad de La Laguna en Tenerife. Entender y regular estas antenas tiene un gran inter¨¦s para la medicina, porque puede ser un camino para modular el dolor.

Uno de los fen¨®menos que se ha observado con el estudio de estos canales es que hay sensaciones que pueden tener su origen en cambios f¨ªsicos o qu¨ªmicos. El calor se puede sentir por un aumento de temperatura, pero tambi¨¦n si se toma una comida muy picante. Esto es lo que descubri¨® a finales de los noventa David Julius, uno de los galardonados con el premio Nobel de Medicina de 2021 por su estudio de los canales i¨®nicos. Trabajando con la capsaicina, la mol¨¦cula que hace que piquen las guindillas, identific¨® el receptor TRPV1, el canal que explica el calor que sentimos cuando comemos algo picante o cuando caminamos por la calle a 35 grados. Tiempo despu¨¦s, el mentol, el ingrediente de los chicles que hacen sentir frescor en la boca, sirvi¨® para identificar el receptor TRPM8, encargado de comunicarnos el fr¨ªo.

Estos receptores permiten mantener una temperatura adecuada, mandando se?ales para que los vasos sangu¨ªneos de nuestra piel se contraigan, ayudando a mantener la temperatura cuando hace fr¨ªo, o se dilaten, para ayudar a refrescar cuando hace calor. Pero tambi¨¦n est¨¢n relacionados con la sensaci¨®n de dolor o con la regulaci¨®n de otros procesos esenciales. Eso hace que casi el 18% de los f¨¢rmacos que se utilizan hoy tengan los canales i¨®nicos como diana y que conocer su funcionamiento con precisi¨®n sea muy prometedor para dise?ar f¨¢rmacos, que hagan posible, por ejemplo, reducir un tipo de dolor espec¨ªfico sin los efectos secundarios de los analg¨¦sicos actuales. Sin embargo, conocer de forma precisa el funcionamiento de esta maquinaria no es tan sencillo.

Este jueves, un equipo de investigadores lideraos por Seok-Yong Lee, de la Universidad de Duke (EE UU) publica en la revista Science un trabajo en el que muestra la estructura de la prote¨ªna TRPM8 de ratones en tres posiciones: abierta, entreabierta y cerrada. Como en bioqu¨ªmica la estructura de las prote¨ªnas da informaci¨®n sobre su funci¨®n y sobre c¨®mo puede encajar con otras mol¨¦culas, el conocimiento de la estructura de estas posiciones es un paso antes de crear m¨¦todos para actuar sobre esos canales i¨®nicos con potencial terap¨¦utico frente a enfermedades neuroinflamatorias o para gestionar el dolor.

Los autores del estudio lograron sus resultados empleando criomicroscop¨ªa electr¨®nica, una tecnolog¨ªa que permite congelar biomol¨¦culas en movimiento y hacerles fotograf¨ªas con una resoluci¨®n at¨®mica. Estas t¨¦cnicas, que dieron el Nobel a sus pioneros en 2017, ¡°nos permiten ver estas estructuras como si fuese en una pel¨ªcula¡±, explica F¨¦lix Viana, investigador del Instituto de Neurociencias de Alicante que tambi¨¦n trabaja con estos canales. ¡°Hay varias estructuras publicadas [de estas prote¨ªnas que regulan la sensaci¨®n de fr¨ªo] en distintas conformaciones, pero el canal siempre estaba cerrado. Aqu¨ª, la novedad es que por primera vez se ve en una conformaci¨®n abierta, es como ver la pel¨ªcula completa¡±, ejemplifica.

Viana, que ha realizado estudios de estos canales con potencial para prevenir el dolor neurop¨¢tico asociado a tratamientos contra el c¨¢ncer, se?ala que ¡°conocer la estructura at¨®mica de estos canales es importante para poder hacer un dise?o racional de f¨¢rmacos¡±, que reduzca la parte de ensayo y error que a¨²n existe en la b¨²squeda de medicamentos. Sin embargo, el investigador recuerda que ¡°adem¨¢s de la estructura hay otros factores que influyen en que un medicamento sea efectivo o no¡± y que hacen que el dise?o de un f¨¢rmaco sea muy complejo. ¡°Julius identific¨® el TRPV1 en 1997 y entonces las empresas farmac¨¦uticas se lanzaron a buscar mol¨¦culas para ese canal. Hay muchas patentadas, pero a¨²n no se han aprobado, porque hay efectos secundarios¡±, recuerda Viana. ¡°En el caso concreto de este canal [asociado a la percepci¨®n del calor] es que muchos provocan fiebre¡±, explica.

Gir¨¢ldez tambi¨¦n cree que tener im¨¢genes a nivel molecular del funcionamiento de esta m¨¢quina tendr¨¢ aplicaciones pr¨¢cticas. ¡°Si conoces c¨®mo funcionan estas prote¨ªnas y sabes qu¨¦ amino¨¢cidos de la prote¨ªna puedes modificar, ser¨ªa como cambiar la tuerca de una m¨¢quina cuando est¨¢ averiada¡±, indica. ¡°En principio, podr¨ªas tratar a personas que tienen dolores inexplicables y mejorar la calidad de vida de esa gente¡±, a?ade. Sin embargo, destaca tambi¨¦n la importancia de esta investigaci¨®n b¨¢sica ¡°para conocer nuestra naturaleza y la forma en que sentimos y nos relacionamos con nuestro entorno¡±. Despu¨¦s, ¡°cuanto mayor sea el conocimiento de base de esos mecanismos, mejor podremos atacar los problemas relacionados con su funcionamiento¡±, concluye.

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