Un equipo de investigadores del Centro Interdisciplinario de Neurociencias de la Universidad de Valparaíso, CINV-UV, descubrió, con sólidas evidencias, la existencia de un nuevo tipo de canal intercelular. Un prolongado debate científico, de más de una década, fue la antesala para llegar a las pruebas que demostraron que las células que expresan la proteína panexina 1 se comunican por señales eléctricas y metabólicas formadas por la misma proteína.
El descubrimiento podría generar las bases para estudiar un potencial nuevo tipo de comunicación intercelular que entre células eléctricamente excitables podría corresponder un nuevo tipo de sinapsis eléctrica.
Así lo explicó el doctor Juan Carlos Sáez, director del CINV-UV, quien junto a un grupo de científicos publicaron el artículo titulado “Endogenous pannexin1 channels form functional intercelular cell–cell channels with characteristic voltage-dependent Properties”, en la revista oficial de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos (PNAS, por su acrónimo en inglés).
Ciencia de frontera
Respecto a la relevancia de los hallazgos publicados en PNAS, el doctor Sáez señaló que “es un tema que ha sido muy debatido en los últimos quince años. Pese a que un par de trabajos lo propusieron previamente, en esas investigaciones no fue claramente demostrado y por lo tanto fueron constantemente criticados”.
El también profesor del Instituto de Neurociencias de la Facultad de Ciencias UV agregó que “hace quince años nosotros obtuvimos evidencias experimentales que sugerían fuertemente que sí existen estos canales intercelulares, pero tampoco eran demostraciones definitivas, hasta que al final logramos obtener resultados que indican claramente qué células que expresan la proteína panexin1 se pueden comunicar a través de canales intercelulares formados por dicha proteína. El demostrar que un nuevo tipo de canales pueden unir las células abre numerosas preguntas relevantes. Por ejemplo: ¿por qué se requieren dos tipos de canales y no basta con los formados por conexinas, que han sido estudiados por más de siete décadas? ¿Coexisten estos dos tipos de canales? ¿Qué funciones celulares se ven favorecidas por este nuevo tipo de canales intercelulares? ¿Qué tipos celulares los pueden expresar y bajo qué condiciones? ¿Alteraciones en sus funciones pueden ser la causa de alguna enfermedad? Como se puede ver, hay mucho por estudiar y entender y puede ser una gran fuente de avances en la biología básica y aplicada a la medicina. Espero poder seguir avanzando en el tema desde Valparaíso”.
En el laboratorio
El doctor Sáez relevó que “realizamos un trabajo sistemático, en el cual primero identificamos algunas de sus propiedades, como por ejemplo la cantidad de corriente que pasa a través de un canal y su resistencia a inhibidores que bloquean los canales tradicionalmente reconocidos por todo el mundo, que corresponden a los formados por otro grupo de proteínas que se llaman conexinas. También pudimos eliminar o aumentar la presencia de los canales utilizando técnicas de biología molecular que son muy específicas. Algo que fue muy particular fue descubrir que su estado funcional es favorecido por temperaturas más cercanas a la del cuerpo de los mamíferos (por ejemplo, 30oC)”.
Al consultarle en qué momento se dio cuenta de que habían encontrado la evidencia que se necesitaba, afirmó que “eso ocurrió solo un año atrás, cuando pudimos eliminar o aumentar su presencia con técnicas de biología molecular y ver que cuando estaba presente no podíamos inducir el cierre de los canales con octanol, un clásico inhibidor de los canales formados por conexinas. Claramente, el paso de diferentes alumnos por mi laboratorio me sirvió como control de calidad de los hallazgos, ya que pudieron verificar los resultados de los estudiantes que pasaron previamente, lo que ayudó a convencerme y concluir que deberíamos opinar a favor de su existencia en el ámbito científico”.
Temperatura
El investigador complementó que “demostrar la existencia de una nueva parte de muchas células, ya que la panexina1 es expresada por prácticamente todas las células, es sin duda un riesgo, ya que el 98 por ciento de los investigadores interesados en el tema, pero que no obtenían datos positivos, decían que no encontraban los canales en cuestión y por lo tanto buscaban fundamentos teóricos para justificar sus hallazgos negativos. Nosotros fuimos en parte favorecidos por trabajar en laboratorios sin temperatura constante, posiblemente producto del subdesarrollo, lo que nos llevó a ver su aparición durante el verano y su desaparición en el invierno, con lo que decidí estudiar su presencia en condiciones de temperatura controlada, pudiendo demostrar que son mucho más frecuentes a 30oC, una condición que prácticamente ningún laboratorio interesado en el tema utiliza. Luego pude reclutar a un excelente científico joven, el doctor Nicolás Palacios Prado, quien ya había trabajado conmigo en su tesis de pregrado antes de ir a Estados Unidos a realizar un doctorado en Neurociencias. Con los datos obtenidos hasta entonces (cuatro años atrás), el doctor Palacios Prado postuló a un proyecto de postdoctorado para trabajar en el tema en mi laboratorio. Él es muy hábil en el registro de corrientes entre células. Como se puede ver, fuimos pacientes hasta que se juntó todo, datos muy sugerentes, un poco de financiamiento estatal y la persona indicada para abordar el tema con las técnicas más apropiadas, que en este caso fueron la electrofisiología y la biología molecular”.
El artículo completo publicado en PNAS se puede revisar en:
https://www.dropbox.com/s/jjmqyld8wzfn1n4/Palacios-Prado%20et%20al.%2C%20PNAS%202022.pdf?dl=0.