Los premios Nobel son un reconocimiento a un descubrimiento clave, inicial que ha permitido  el desarrollo de nuevos campos de investigación. Para el investigador de la Universidad de Extremadura, Pedro Fernández Salguero, experto en el campo de la Biología Celular y coordinador del Grupo de Investigación Biología Molecular del Cáncer (BIMOCAN), los hallazgos en el sistema esencial de transporte celular de  James E. Rothman, Randy W. Schekman y Thomas  Südhof, galardonados con el Premio Nobel de Medicina, han hecho posible el avance en el campo de la señalización celular. Un esquema básico de aplicación en numerosos procesos fisiológicos, y que regula el tráfico intracelular y la respuesta de las células al medio externo. Errores en este sistema están en el origen de patologías neurológicas, metabólicas y de trastornos inmunológicos.

James E. Rothman, Randy W. Schekman y el alemán (de origen, aunque residente en EEUU) Thomas  Südhof, han contribuido al conocimiento de las numerosas rutas, precisas y controladas, que envían diferentes proteínas, hormonas y, en general, moléculas a distintas partes de la célula y al microentorno extracelular. Como explica la Academia Sueca, cada célula es una fábrica que produce y exporta moléculas. Estas moléculas se transportan en pequeños paquetes  llamados vesículas. Los tres investigadores han descubierto los principios moleculares que permiten que el transporte en la célula se lleve al lugar y momento adecuado.

“Dentro de la célula los receptores “viajan” en rutas, que están juntas pero no mezcladas, hasta la membrana plasmática para localizar y activar una amplia variedad de complejos proteicos. Se produce una compartimentalización de vesículas cargadas de moléculas tanto para aquellas que permanecen dentro de la célula como para las que son exportadas al exterior,” explica Fernández Salguero. Las vesículas se asocian y fusionan con diferentes membranas celulares, y son ellas las que trasladan la carga entre compartimentos intracelulares o hacia el medio exterior si se unen a la membrana celular externa. Esto es de gran importancia, ya que desencadena la activación de las neuronas en el caso de que las sustancias liberadas sean neurotransmisores, o controla el metabolismo, en el caso de las hormonas. “A través de las rutas de secreción, la célula envía proteínas al medio intracelular o las capta de zonas extracelulares. Un caso muy característico es la liberación de neurotransmisores a la hendidura sináptica durante la transmisión del impulso nervioso. Los neurotransmisores se secretan y acumulan en regiones concretas de las neuronas pre sinápticas, cuando llega el impulso nervioso hay una acumulación de vesículas de neurotransmisores en regiones cercanas a la membrana que siguen una ruta de secreción concreta, y actúan para señalizar”, continua el investigador.

Este transporte celular también está implicado en la señalización por insulina y en la captación de glucosa por la célula para obtener energía. “Hay una ruta de secreción concreta por la que los receptores que introducen la glucosa en la célula viajan en vesículas cuya trayectoria las dirige a la membrana plasmática para captar la glucosa. En la diabetes, sobre todo de tipo II, esa ruta de secreción está alterada, de forma que las vesículas no transportan correctamente las moléculas de receptor hasta la membrana, constituyendo una de las causas de este tipo de diabetes”, comenta Fernández Salguero.

Sin embargo, los estudios del transporte celular no son sólo de aplicación en enfermedades metabólicas o neurodegenerativas, también son de interés en la investigación del cáncer. Oncogenes que pertenecen a la misma familia se mueven dentro de la célula por rutas vesiculares distintas. Según el investigador de la UEx, se cree que cuando este tráfico sucede de manera irregular puede contribuir a diferentes tipos de tumores, donde una forma concreta de oncogén sigue una ruta de movilización anómala dentro de la célula. Conocer esas rutas de movimiento vesicular de proteínas puede explicar por qué ciertos tipos de cánceres se ven afectados en mayor o menor medida por un oncogén y no por otros de la misma familia.

El tráfico vesicular interno es también importante para la captación de moléculas fuera de la célula. En inmunología, interviene en la entrada viral y en la liberación de moléculas y su distribución para que reconozcan los antígenos y los linfocitos.

Los procesos de señalización celular coordinan de manera precisa el trabajo de la célula. Los tres investigadores galardonados han descubierto un proceso fundamental en la fisiología celular, puesto que una alteración en este sistema de transporte trasporte está relacionado  con enfermedades neurológicas, diabetes y trastornos inmunológicos.