El cuerpo humano es un sistema preciso donde interactúan miles de millones de células. Cada célula tiene receptores que le permiten reaccionar a estímulos externos y, de esta manera, adaptarse a situaciones nuevas.

Con esta frase la Academia de Ciencia Sueca anuncia en su nota de prensa la concesión del premio Nobel de Química a los científicos Robert Lefkowitz y Brian Kobilka por sus descubrimientos, tras décadas de investigación, que han revelado el funcionamiento interno de los receptores acoplados a proteínas G. Su hallazgo va a permitir el “diseño racional” de los fármacos, puesto que será posible bloquear o activar el receptor permitiendo una mayor precisión de los tratamientos terapéuticos.
Este es un “premio nobel de química para los biólogos”, afirma Francisco Centeno, profesor titular del Departamento de Bioquímica, Biología Molecular y Genética de la Universidad de Extremadura y coordinador del grupo de investigación en Enfermedades Neurodegenerativas.

Cómo responden las células a los estímulos externos, cómo cambian su comportamiento y cómo se adaptan a dicho estímulo depende de los receptores acoplados a las proteínas G, situados en las membranas de las células. Estos receptores, llamados comúnmente GPCR, son una familia génica producida por más de 1200 genes.

La pregunta es cómo teniendo una estructura similar pueden desarrollar tantas funciones distintas. El sabor, el olor, la vista, es decir, nuestra percepción sensorial es debida a la acción de los GPCR. Gracias a los receptores es posible percibir hasta más de 5.000 odorantes distintos.

Pero hay más, nuestro proceso de aprendizaje está modulado por estos receptores. “Perciben los neurotransmisores, esta vez, en lugar de moléculas de olor o fotones de luz, reaccionan con los neurotransmisores liberados por la señales sinápticas de nuestro sistema nervioso”, explica Francisco Centeno. Los receptores cambian el comportamiento de nuestro sistema nervioso.

El investigador pone un ejemplo:un perfume determinado puede hacernos recordar un momento agradable o una ruptura amorosa. “La misma percepción  sensorial va a evocar dos sensaciones diferentes en dos individuos de la misma especie”, añade.
Los GPCR hacen posible “la comunicación con la célula”, son esenciales en el funcionamiento del cuerpo humano sobre todo en la percepción sensorial y el sistema nervioso. La investigación de Robert Lefkowitz y Brian Kobilka representa un gran avance en la farmacología porque “ha supuesto el paso de la Química combinatoria y aleatoria a la Química racional”, como subraya Centeno.

Los receptores son muy similares en su estructura pero actúan de manera diferente, son selectivos. ¿Cómo teniendo la misma forma son capaces de reconocer moléculas diferentes y por qué sólo una o varias de ellas son capaces de estimular el receptor?

Los científicos han conseguido descifrar dónde están los pequeños cambios en la secuencia de aminoácidos y cómo es el sitio donde su unen los ligandos (neurotransmisores, fotones de luz…),  para que los receptores sean sensibles a un estímulo y no a otro.
De este modo será posible el diseño racional de los fármacos, de una química de compuestos selectivos, que puedan activar o bloquear el receptor y, por consiguiente, actuar sobre los sistemas sensoriales y sobre todos los sistemas implicados en la memoria, el aprendizaje y en la llamada  plasticidad sináptica o, lo que es lo mismo, dónde radica nuestro comportamiento diferente ante un mismo estímulo, explica Francisco Centeno.

La plasticidad neuronal permite que gracias al aprendizaje y, por tanto, de la percepción sensorial y su interpretación, una neurona sea capaz de conectar con otra. Cuantas más conexiones neuronales más versátiles serán nuestras respuestas, con lo que modular la plasticidad sináptica desde un punto de vista farmacológico es muy importante.