Las aportaciones científicas de los laureados con el Nobel 2021

Los Premios Nobel 2021, de Medicina, Física y Química, respectivamente, fueron otorgados a científicos cuyos descubrimientos permitieron el entendimiento de los receptores de la temperatura y el tacto, la comprensión de los sistemas físicos complejos y el desarrollo de la organocatálisis asimétrica, temas que fueron el eje del Coloquio Cinvestav.

En esta ocasión, tres investigadores del Centro hablaron de las principales ideas detrás de los laureados, así como de los impactos de sus aportaciones científicas en diversas áreas.

Acerca del Premio Nobel de Química 2021, Eusebio Juaristi Cosío, investigador Emérito del Departamento de Química del Cinvestav, señaló que la relevancia del trabajo de Benjamin List (Instituto Max Planck) y David MacMillan (Universidad de Princeton) reside en que permitió el desarrollo de una nueva herramienta para la construcción molecular conocida como organocatálisis asimétrica.

Esto ha tenido un impacto en la investigación farmacéutica, ya que existen muchas moléculas en dos variantes, las cuales, a pesar de tener la misma composición y conectividad entre sus átomos, en realidad son diferentes y tienen efectos distintos a nivel biológico. Por ejemplo, una versión de la talidomida sirve como calmante, mientras que la otra está asociada con malformaciones congénitas.

Así, la organocatálisis asimétrica permite construir de manera más eficiente y precisa moléculas con múltiples aplicaciones, entre ellas en la industria farmacéutica. Esta técnica, además, contribuye a la química verde, al basarse en pequeñas moléculas orgánicas en vez de metales potencialmente tóxicos, destacó Juaristi Cosío.

En su oportunidad, José Miguel Méndez Alcaraz, investigador del Departamento de Física, comentó que el Premio Nobel de Física 2021 se otorgó a Syukuro Manabe, académico de la Universidad de Princeton; Klaus Hasselmann, adscrito al Instituto Max Planck de Meteorología; y a Giorgio Parisi, profesor de la Universidad Sapienza de Roma, “por sus contribuciones para la comprensión de los sistemas físicos complejos”.

Señaló que Manabe, al estudiar el clima de la Tierra desde la óptica de un sistema complejo, demostró que el aumento de los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera conduce al incremento de la temperatura en la superficie terrestre.

En el caso de Hasselmann creó un modelo donde vincula tiempo y clima mostrando con ello que los modelos climáticos pueden ser fiables a pesar de tratarse de sistemas cambiantes y caóticos; además, desarrolló métodos para identificar las señales del impacto de los fenómenos naturales y las actividades humanas sobre el clima.

Respecto a Parisi, desde 1980 descubrió patrones ocultos en materiales complejos desordenados, tal es el caso de una aleación de metal conocida como vidrio giratorio. Su trabajo contribuyó a la teoría de sistemas complejos, los cuales permiten comprender fenómenos o materiales aparentemente aleatorios en física, matemáticas, biología, neurociencias, machine learning o fenómenos climáticos, dijo Méndez Alcaraz.

En tanto, el Nobel de Fisiología o Medicina 2021 fue entregado a Ardem Patapoutian, biólogo molecular del Instituto de Investigación Scripps, y David Julius, bioquímico de la Universidad de California, quien centró su trabajo en el papel de la capsaicina (compuesto picante de los chiles) cuya sustancia es responsable de generar la sensación de aumento de temperatura, con el fin de ubicar un receptor que respondiera al calor: el TRPV1.

Por otro lado, Patapoutian trabajó en la contraparte, buscar un receptor de temperaturas bajas (TRMP8), el cual se activa por una sustancia que se encuentra en plantas como la menta, que brinda una sensación de frescura, explicó Janet Murbartián Aguilar, investigadora del Departamento de Farmacobiología.

A partir del descubrimiento de estos canales iónicos (TRPV1 y TRMP8) se determinó que los humanos son capaces de detectar los diferentes rangos de temperatura para enviar esta señal al cerebro y revelar que el estímulo puede ser potencialmente dañino, como cuando algo está muy caliente o frío.

Posteriormente, se localizaron un tipo de receptores (PIEZO 1 y PIEZO 2) responsables de transmitir los estímulos mecánicos en la piel y en los órganos internos por medio de una señal eléctrica, mismos que tienen un papel relevante en el organismo y en cómo se manifiestan algunas enfermedades como el dolor crónico, indicó Murbartián Aguilar.

Los investigadores del Cinvestav que se encargaron de explicar la ciencia detrás de los premios Nobel de este año, han estudiado temas relacionados, lo que coloca al trabajo científico realizado en este Centro a la vanguardia en investigación.