El Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en la categoría de Biomedicina ha sido concedido al bioquímico estadounidense de origen ruso Alexander Varshavsky por descubrir los mecanismos implicados en la degradación de proteínas, así como su importancia fundamental en los sistemas biológicos.
Varshavsky demostró que un tipo de proteínas llamadas ubiquitinas funcionan como etiquetas uniéndose a las proteínas que deben ser destruidas. “Este sistema es esencial en las funciones celulares habituales, desde el control de la transcripción genética, la síntesis de proteínas y la reparación del ADN; a la división celular y la respuesta al estrés”, señala el acta del jurado.
El trabajo de Varshavsky tiene implicaciones en la comprensión del cáncer y de las enfermedades del sistema inmune y neurodegenerativas, “incluyendo la enfermedad de Parkinson”, cita el acta. “Es probable que los fármacos que actúan sobre el sistema de degradación de proteínas regulado por las ubiquitinas tengan una repercusión amplia en la medicina”.
Esencial para la vida de la célula
Mientras unas proteínas se mantienen estables durante días, otras duran apenas unas horas. El proceso de degradación de las proteínas, por tanto, es esencial para la vida de la célula, y ha sido el trabajo de Alexander Varshavsky el que ha permitido entender cómo se produce.
En la década de los 80, el premiado descubrió que las ubiquitinas se acoplan a las proteínas que deben ser destruidas mediante un tipo de enzimas –las llamadas ubiquitin-ligasas– una familia numerosa de moléculas con gran especificidad, lo que hace posible que el mecanismo sea selectivo para diferentes proteínas.
Varshavsky ha explicado, tras conocer la concesión del premio, la trascendencia de su trabajo: “Me siento un privilegiado por haber contribuido al nacimiento de este campo, y por haber participado en su desarrollo posterior. El área creció rápidamente en los noventa, hasta convertirse en un campo amplio y variado”, señala Varshavsky.
“Uno de los aspectos más sorprendentes de las ubiquitinas es que se resisten a envejecer como área de investigación. Tras tres décadas en continua expansión siguen emergiendo nuevas preguntas, nuevos problemas y nuevos descubrimientos fundamentales”. De hecho una de las contribuciones más recientes del premiado fue la publicación en 2010 de un artículo en el que describía un nuevo mecanismo involucrado en la degradación de las proteínas, la acetilación del extremo N-terminal de las proteínas.
Medicamentos basados en las ubiquitinas
La búsqueda de terapias y nuevos fármacos basados en las ubiquitinas es hoy una de las áreas con más actividad en el campo de la biomedicina. “Hay una ingente investigación médica en marcha, tanto en compañías farmacéuticas como en universidades, para diseñar pequeñas moléculas que bien inhiban o amplifiquen muchos aspectos funcionales de las ubiquitinas”, dice Varshavsky.
Es decir, la investigación traslacional a partir del trabajo de Varshavsky trata bien de activar o desactivar el mecanismo de degradación en función de la enfermedad que pretende tratarse.
La candidatura de Alexander Varshavsky ha sido presentada por el Premio Nobel de Química 2006 Roger Kornberg, de la Facultad de Medicina de Stanford (EE UU); Ulrich Hartl, del Instituto Max Planck de Bioquímica (Alemania); y Elliot Meyerowitz, del Instituto Tecnológico de California (EE UU).
FOTO: Alexander Varshavsky, que actualmente trabaja en el Instituto Tecnológico de California (EE UU), descubrió los mecanismos implicados en la degradación de proteínas. Imagen: Fundación BBVA
Una temprana pasión por la ciencia
Alexander Varshavsky nació en 1946 en Moscú. Hijo de un físico-químico y de una médico, creció en un entorno dedicado a la ciencia. “Mi interés inicial por la ciencia, que después se convertiría en una pasión, fue resultado de la unión de lo innato y lo adquirido”, ha declarado.
En la adolescencia, y a través de reuniones en su casa, comienza a relacionarse con el ambiente científico de Moscú. Gracias a sus excelentes notas, consigue entrar en la prestigiosa Universidad Estatal de Moscú en 1964. Quiere estudiar Biología, pero también Física, Matemáticas y Química. Supera con sobresaliente los cinco exámenes de entrada. Finalmente se licencia en Química.
En enero de 1968 publica en la revista rusa “Biología Molecular” un artículo teórico en el que incluía ecuaciones diferenciales que describían el comportamiento de los circuitos en los que los represores se regulaban a sí mismos. En la literatura científica en inglés, no se abordó esta cuestión hasta 1971.
De 1970 a 1977, Varshavsky entra a formar parte del Instituto de Biología Molecular moscovita. En 1973 obtiene el doctorado en Bioquímica y se dedica fundamentalmente a la estructura y organización de los cromosomas, entonces un misterio. Alguno de sus hallazgos se publican en la URSS, pero también en Occidente.
Recibe invitaciones para dar conferencias en el extranjero, todas denegadas, con la única excepción de dos países comunistas: Bulgaria y la República Democrática de Alemania. Sin embargo, la invitación, en 1976, del biólogo estructural Aaron Klug para una conferencia en Londres cambia su destino. Con la venia del director del IMB, Vladimir Engelhardt, vuela en febrero de 1977 de Moscú a Londres, pero regresa para no dejar en evidencia a su mentor.
Por haber vuelto, se relajan los impedimentos para que vuelva a salir fuera del país, y lo consigue a finales de ese año, vía Finlandia, donde es invitado a un congreso. Escapa en un ferry desde Helsinki a Estocolmo y de allí a Fráncfort, desde donde contactó con David Baltimore del Massachussets Institute of Tecnology (MIT), que en 1975 había recibido el Premio Nobel de Medicina y le ayudó a conseguir un visado para Estados Unidos.
Ese mismo año había conseguido que un trabajo suyo realizado todavía en la Unión Soviética fuera aceptado para su publicación en la revista Cell, lo que suponía toda una rareza en la época. (Bakayev, V. V., Bakayeva, T. G. and Varshavsky, A. (1977) "Nucleosomes and subnucleosomes: heterogeneity and composition". Cell 11, 619-630).
En Estados Unidos tras dar un seminario en el Departamento de Biología, recibe una oferta del MIT, donde pasará de ser profesor auxiliar (1977-1980) a profesor adjunto (1980-1986) y finalmente catedrático de Biología. En 1992 es nombrado titular de la cátedra Howard & Gwen Laurie Smits de Biología Celular en el Departamento de Biología del Instituto Tecnológico de California.
