AMP-Michael Hall y David Sabatini, Premio Fundación BBVA de Biología y Biomedicina por su trabajo en crecimiento celular

Los investigadores estadounidenses Michael Hall (Puerto Rico, 1953) y David Sabatini (Nueva York, 1968) han sido galardonados con el XII Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en su categoría de Biología y Biomedicina.

Ambos han sido reconocidos por descubrir el mecanismo molecular que es "el principal regulador del crecimiento de las células animales, y juega un papel central en la fisiología del organismo, el metabolismo, el cáncer y el envejecimiento", señala el acta del jurado, que ha dado a conocer este miércoles su decisión.

El hallazgo de la llamada vía mTOR (mammalian Target of Rapamycin) es de una enorme trascendencia básica, pues "los mecanismos moleculares que regulan el crecimiento de los organismos y lo relacionan con la disponibilidad de nutrientes eran del todo desconocidos hasta hace dos décadas", dice el jurado.

Este descubrimiento ya está teniendo grandes implicaciones en la clínica: el fármaco que actúa sobre esta diana molecular, la rapamicina (un antifúngico natural hallado en los años 70 durante una expedición a la Isla de Pascua), se usa en un amplísimo abanico de patologías, incluyendo el cáncer, la diabetes y, en general, las enfermedades asociadas al envejecimiento.

Pero además, el trabajo pionero de Hall y Sabatini aporta pistas clave para entender por qué el ayuno controlado, o restricción calórica, promueve la longevidad, un fenómeno observado en numerosas especies desde el siglo pasado y demostrado en ratones en la última década.

"La función de la proteína mTOR es controlar el crecimiento celular", explica Michael Hall, catedrático de Bioquímica en el Centro de Ciencias de la Vida Molecular Biozentrum de la Universidad de Basilea, Suiza. "Dicho en los términos más sencillos, mTOR es lo que nos hace crecer cuando comemos", resume.

"El crecimiento celular es importante no solo tras la fecundación de un óvulo, que da lugar a un organismo completo, sino en otros contextos, como el crecimiento de un músculo después del ejercicio --explica--. Cualquier situación en la que hay un crecimiento celular está regulado por mTOR en respuesta a la disponibilidad de nutrientes, incluyendo también en contextos de enfermedad como el cáncer, que se debe al crecimiento de células que no deberían estar creciendo".

Para explicar el funcionamiento de este mecanismo, Sabatini, catedrático de Biología en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), recurre a la metáfora de un interruptor: "mTOR es un interruptor que se activa cuando hay nutrientes, para que el cuerpo pueda construir materiales (crecer), o lo contrario si no hay nutrientes disponibles".

El trabajo de ambos galardonados, que han realizado sus investigaciones de manera independiente, puede considerarse complementario. Hall descubrió la proteína Diana de Rapamicina (TOR, por sus siglas en inglés) en células de levadura en 1991, siendo ya un investigador senior, mientras que Sabatini la aisló en mamíferos en 1994, cuando era aún estudiante de doctorado, y la denominó mTOR.

Tras el aislamiento de la molécula en levadura y ratones, ambos investigadores se dedicaron a explorar sus múltiples funciones en el organismo.

APLICACIONES: CÁNCER Y LONGEVIDAD

Gran parte de la investigación se ha enfocado en el papel de mTOR en muchos procesos patológicos. Como señala el acta del jurado, "el mal funcionamiento de la vía de señalización de mTOR está relacionado con numerosas enfermedades, desde el cáncer a las enfermedades neurodegenerativas, y se han diseñado muchos abordajes clínicos dirigidos contra mTOR u otras moléculas en esta vía".

Tal y como sostiene Hall, "mTOR es un mecanismo clave del organismo, y cuando no funciona bien puede desencadenar toda clase de enfermedades". "El cáncer es un caso obvio, porque se debe a un crecimiento celular inapropiado --prosigue--. Se sabía que la rapamicina tiene un efecto anticancerígeno, así que se ha desarrollado como fármaco y ya se usa en la clínica. Pero lo que hemos descubierto en los últimos 10 o 15 años es que mTOR también interviene en muchas otras enfermedades, como la diabetes y trastornos como la obesidad".

La rapamicina se usa ya como inmunosupresor para evitar el rechazo de órganos trasplantados, como anticancerígeno y en enfermedades cardiovasculares, por ejemplo recubriendo los stents coronarios, para evitar nuevos bloqueos en la circulación sanguínea.

Sabatini, por su parte, señala que "hasta un 60% de los cánceres se deben a algún tipo de mecanismo que enciende el interruptor de la vía mTOR", y menciona además su papel en enfermedades neurológicas como la epilepsia y las enfermedades neurológicas asociadas al envejecimiento. "Hay indicios de que la inhibición de la vía mTOR podría mejorar los síntomas de enfermedades neurológicas como el Alzheimer o el Parkinson", comenta.

No obstante, la relación entre la vía mTOR y la ralentización del envejecimiento es actualmente una de las áreas más activas de la investigación en este campo. Son precisamente los hallazgos de Hall y Sabatini los que han permitido entender por qué la restricción calórica promueve la longevidad.

"La base molecular de este fenómeno se desconocía por completo, era un misterio total", dice Hall. "Pero entonces descubrimos que mTOR es un sensor de nutrientes, y que si lo bloqueas con rapamicina, en animales, equivale a que coman menos: 'engañas' a las células, éstas responden como si hubiera menos nutrientes y eso hace que prolonguen su longevidad. Esto ha generado mucho interés por su potencial para frenar el envejecimiento".

PREMIOS: EL 2 DE JUNIO EN BILBAO

La categoría de Biología y Biomedicina es la segunda que se ha dado a conocer de esta XII edición de los Premios, que concede anualmente la Fundación BBVA. El resto de categorías (con una dotación económica de 400.000 euros cada una de ellas) se darán a conocer a lo largo de este año: Ecología y Biología de la Conservación (4 de febrero); Tecnologías de la Información y la Comunicación (19 de febrero); Ciencias Básicas (3 de marzo); Economía, Finanzas y Gestión de Empresas (17 de marzo); Música y Ópera (31 de marzo); y Humanidades y Ciencias Sociales (15 de abril).

El jurado de esta categoría está presidido por Angelika Schnieke, catedrática de Biotecnología Animal en la Universidad Técnica de Múnich (Alemania), y cuenta con Óscar Marín, catedrático de Neurociencia y director del Centro de Trastornos del Neurodesarrollo-MRC en King's College London (Reino Unido), como secretario.

El galardonado de la edición anterior fue Jeffrey Gordon por su descubrimiento fundamental de la importancia de la comunidad microbiana intestinal para la salud humana.

Los premios serán entregados en una gala que tendrá lugar en Bilbao el 2 de junio de este 2020.