Los distinguidos son los estadounidenses Victor Ambros y Gary Ruvkun. Especialistas del CONICET explican la relevancia de su trabajo para el avance de diagnósticos y tratamientos de múltiples enfermedades humanas, así como sus aplicaciones en el agro.

La Asamblea Nobel del Instituto Karolinska de Suecia concedió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 2024 a los estadounidenses Victor Ambros y Gary Ruvkun «por el descubrimiento del microARN y su papel en la regulación génica postranscripcional». Gracias a estos descubrimientos, se está avanzando en el desarrollo de diagnósticos y terapias basadas en microARN para enfermedades como trastornos metabólicos, afecciones cardiovasculares, neurodegenerativas y cáncer, además de aplicaciones en el estudio de plantas y en el sector agropecuario.

«Ambros y Ruvkun descubrieron los microARN, una nueva clase de diminutas moléculas de ARN que cumplen un papel crucial en la regulación de los genes. Los microARN pertenecen a una familia de ARN con función regulatoria, es decir, no codifican proteínas, pero controlan los niveles de síntesis de proteínas, un proceso dirigido por otro tipo de moléculas de ARN llamadas ARN mensajeros. La regulación por microARN afecta el desarrollo y la fisiología celular tanto en animales como en plantas», explica Graciela Boccaccio, investigadora del CONICET en el Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA, CONICET-Fundación Instituto Leloir), jefa del Laboratorio de Biología Celular del ARN del Instituto Leloir y coorganizadora del Club Argentino del ARN. Y añade: «Años después de los descubrimientos pioneros de 1993, se identificaron alteraciones en la regulación por microARN asociadas a diversas patologías, incluyendo el cáncer».

Victor Ambros nació en 1953, se doctoró en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), fue investigador principal en la Universidad de Harvard y actualmente es catedrático en la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts. Gary Ruvkun nació en 1952, se doctoró en la Universidad de Harvard y hoy es catedrático de Genética en la Facultad de Medicina de esa universidad.

Los hallazgos de Ambros y Ruvkun revelaron un principio completamente nuevo de regulación génica, esencial para los organismos pluricelulares, incluido el ser humano. Ahora se sabe que el genoma humano codifica más de mil microARN. En las plantas, estos también regulan la expresión génica.

Trabajos pioneros

La información genética pasa del ADN al ARN mensajero (ARNm) a través de un proceso llamado transcripción, y de ahí a la maquinaria celular encargada de producir proteínas.

En la década de 1960, se demostró que unas proteínas especializadas, conocidas como factores de transcripción, podían unirse a regiones específicas del ADN y controlar el flujo de información genética determinando qué ARNm se producían. Durante mucho tiempo se creyó que ya se habían resuelto los principios fundamentales de la regulación génica. Sin embargo, en 1993, Ambros y Ruvkun publicaron en la revista Cell dos artículos que describieron un nuevo nivel de regulación génica, que resultó ser muy significativo y conservado a lo largo de la evolución.

Ambros y Ruvkun estudiaron el gusano de un milímetro de longitud C. elegans, que tiene muchos tipos de células especializadas, como células nerviosas y musculares, similares a las de animales más grandes y complejos. Esto lo convierte en un modelo útil para investigar cómo se desarrollan y maduran los tejidos en los organismos pluricelulares.

Ambos científicos estaban interesados en los genes que controlan el momento de activación de los distintos programas genéticos, asegurando que los diferentes tipos de células se desarrollen en el momento adecuado.

«Estudiando el desarrollo de C. elegans, que pasa por varios estadios larvales antes de alcanzar el estado adulto, identificaron mutaciones que afectaban genes involucrados en la transición entre estadios. Descubrieron que el gen lin-4 producía una molécula de ARN inusualmente corta que no codificaba para la producción de proteínas. Habían descubierto el microARN, y su función en este caso era desactivar la expresión del gen lin-14. ¿Cómo lo hacía? El microARN se unía al ARN mensajero del gen lin-14 en el citoplasma de la célula, inhibiendo la producción de la proteína y, por lo tanto, la expresión del gen», explica Javier Palatnik, investigador del CONICET, director del Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR, CONICET-UNR), y director de un laboratorio que estudia cómo se generan los microARN en plantas y cómo es su mecanismo de acción.

De esta manera, los galardonados con el Nobel de Medicina 2024 descubrieron un nuevo principio de regulación génica, mediado por un tipo de ARN desconocido hasta entonces: el microARN. «Este hallazgo ocurrió a principios de los 90 y fue publicado en revistas de alto impacto, pero en ese momento se pensó que era una excentricidad evolutiva del gusano. Todo cambió cuando, años más tarde, Ruvkun identificó otro microARN y descubrió que no solo estaba presente en C. elegans, sino que también se encontraba conservado en mamíferos, incluidos los humanos», señala Palatnik. Y agrega: «Esto, junto con el avance tecnológico, permitió descubrir que nuestras células contenían cientos de estos ARN pequeños llamados microARN, con la capacidad de unirse a otros ARN mensajeros y desactivar la expresión de genes. Así como un gen necesita activarse, también debe poder apagarse para que el programa celular funcione correctamente».

Hoy se sabe que en los seres humanos hay más de mil genes de microARN diferentes y que la regulación génica por microARN es universal en los organismos pluricelulares.

También se identificaron microARN en el reino vegetal. «El tamaño de las plantas, su biomasa, el tamaño de las hojas y las semillas están controlados por microARN. Además, regulan las células madre de las plantas y los programas que definen los distintos tipos celulares. Su estudio es clave en proyectos de investigación dirigidos a aumentar el rendimiento en la producción agrícola», concluye Palatnik.