Cuando en el siglo XVII Robert Hooke, mirando un trozo de corcho a través del microscopio vio unas formaciones a las que llamó células, no imaginó, casi con seguridad, que el Premio Nobel de Química 2003 correspondería a dos científicos norteamericanos que trabajaron sobre su novedosísimo descubrimiento: Peter Agre, de 54 años, profesor de química biológica y de medicina en la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, y Roderick MacKinnon, de 47, profesor de neurobiología molecular y de biofísica en el Instituto Médico Howard Hughes, Universidad Rockefeller de Nueva York. Ambos aportaron lo suyo en su estudio de los canales de la membrana celular y encontraron los canales iónicos y de agua presentes en estas membranas, con lo cual se dilucida la forma en que las sales (los iones) y el agua atraviesan las paredes de la célula, tanto para mantener la presión celular (en el caso del agua) como para transmitir los impulsos nerviosos (en el caso de los iones).
El asunto de los canales se sospechaba desde mediados del siglo XIX. Era razonable suponer, sospechar, conjeturar que toda célula tenía que tener esos canales; poros que permitieran al agua entrar o salir y regular un razonable equilibrio de presiones entre el interior de la célula y su entorno. Pero sospechar es una cosa y presentar al culpable –con confesión incluida, además– otra muy distinta; el mecanismo y la forma de los ansiados poros/canales era uno de los problemas pendientes de la bioquímica. Y bien: en 1988, Agre logró aislar la proteína responsable de la existencia de esos poros específicos que el agua puede atravesar en ambos sentidos, y a la que llamó aquasporina (poro de agua).
La propiedad más notable de estos canales es su especificidad, ya que dejan pasar las moléculas de agua, pero detienen a las otras moléculas y a los iones (sales). Los átomos del canal están dispuestos de tal manera que orientan a las moléculas de agua para que se deslicen a través de él, pero detienen y rechazan a las sales, de carga positiva, que de esta manera quedan bloqueadas. El campo eléctrico actúa como una válvula.
Entender este funcionamiento permitirá comprender, a su vez, un gran número de enfermedades renales, cardíacas, musculares o que afectan al sistema nervioso, y abrió la vía a una catarata de estudios bioquímicos, fisiológicos y genéticos de los canales de agua en todos los seres vivos.
El descubrimiento de MacKinnon, por su parte, se parece al de Agre; sólo que el funcionamiento de los canales iónicos es, si se quiere, más curioso aún que el de los de agua.
Desde principios del siglo XX se sospechó que la transmisión nerviosa que permite el funcionamiento del sistema nervioso y los músculos se producía mediante impulsos eléctricos. Más tarde se conjeturó (y se probó) que esta transmisión de señales eléctricas se producía mediante el ingreso de iones (moléculas cargadas) de sodio y potasio a las células. Si hay ingreso, tiene que haber canales, y entonces, ese ingreso de iones, que marca el deslizarse del débil pulso eléctrico, se produce mediante la apertura y cierre de canales iónicos en milésimas de segundo. Desde ya, tenía que haber canales específicos para el sodio y el potasio.
En 1998, MacKinnon presentó la estructura de uno de estos canales, de tal modo que se pudo entender su funcionamiento. Por ejemplo, el canal de potasio funciona como un “filtro de iones” que permite pasar al potasio pero no al sodio, mediante un ingenioso artilugio. Los átomos del canal “engañan” al potasio, disponiéndose de tal manera que imitan la nube de moléculas de agua que rodea normalmente al átomo de potasio; el átomo de sodio, aunque más chico, no puede ingresar ni atravesar el canal, ya que la disposición de los átomos no es la adecuada.
Con la mitad que le corresponde de los diez millones de coronas suecas (1,3 millones de dólares) que es el monto del premio este año, Agre piensa pagar la educación de sus cuatro hijos, y, según dijo, usará también parte del dinero para “defender la libertad académica ante las restriccionesimpuestas a los científicos tras los atentados del 11 de setiembre de 2001”.
Agre habló especialmente del caso del experto en plagas Thomas Butler, quien ha sido acusado judicialmente por las autoridades federales de Estados Unidos por haber perdido algunas muestras de plagas y explicó que los fiscales acusan a Butler de haber transportado ilegalmente muestras de plagas desde Tanzania y de mentir al FBI sobre cómo se había deshecho de ellas. Tanto Agre como otros científicos se molestaron por el hecho de que Butler haya sido detenido.