En medicina existe un fármaco que se puede utilizar para el alivio del dolor, la supresión de la tos, el aumento de la sensación de euforia y causar sedación. A este fármaco se le llama: opioide, por su similitud química con el opio obtenido de la amapola.
Entre los opioides más conocidos podemos mencionar: la morfina, la codeína, la hidrocodona, la oxicodona y la heroína.
Estos opioides se unen al receptor molecular µ-opioid. La unión de un fármaco con su receptor se puede entender como: un mecanismo de llave y candado. La llave sería el opioide y el candado sería el µ-opioid. Una vez que el opioide y su receptor se unen, se inicia una cascada de procesos bioquímicos dentro de las células, que dan por resultado los efectos mencionados. El receptor µ- opioid se descubrió en 1973 por los investigadores Candace Pert y Solomone Snyder [1].
Los receptores moleculares residen en las membranas celulares, las cuales fueron descritas desde 1972 por Singer y colaboradores como: dos capas de grasa biológica (lípidos) en donde grandes proteínas (los receptores) “nadan” en esta bicapa lipídica como si fuesen lirios acuáticos [2].
Entonces, los receptores son proteínas de gran tamaño (formadas por decenas de aminoácidos) que atraviesan la membrana celular. El fármaco que ya circula en la sangre se acopla en forma específica a su receptor. La parte interior del receptor se comunica con el interior de la célula y cuando el fármaco y el receptor se unen, se inicia la función para la cual el fármaco fue diseñado (vea la figura).
En general el estudio de los receptores moleculares (incluyendo el µ-opioid), ha sido fundamental para la medicina moderna al permitir terapias muy precisas y efectivas [2,3]. Los receptores moleculares desempeñan un papel crucial en el reconocimiento de fármacos específicos y la activación de una deseada respuesta biológica.
A lo largo de la historia, los avances en la comprensión de los receptores celulares han transformado el campo médico, desde el descubrimiento del receptor celular para la molécula de insulina [4].
Como se mencionó, el primer receptor celular se descubrió en 1960 por Earl Sutherland [4]. Con este descubrimiento ganó el premio Nobel de medicina en 1972 [4]. Este investigador y sus colaboradores identificaron el receptor celular de la adrenalina, sentando las bases para el tratamiento eficaz de la diabetes. Estos receptores son cruciales para la transmisión de información al interior de la célula y juegan un papel en una amplia gama de procesos biológicos.
El descubrimiento de los receptores de hormonas esteroides, así como los receptores de estrógeno y progesterona, también ha sido fundamental en la terapia hormonal, particularmente en el tratamiento del cáncer de mama y cáncer de próstata, solo por mencionar los más comunes.
En las décadas de 1970 y 1980, se produjeron avances significativos en la clonación de genes de receptores moleculares, lo que permitió una comprensión más profunda de su estructura y función. La capacidad de aislar y clonar genes de receptores abrió nuevas posibilidades para el estudio y la manipulación de estos objetivos terapéuticos. La tecnología del ADN recombinante y la expresión de receptores en células de animales, no humanos, que expresan el receptor bajo estudio, revolucionaron la investigación de los receptores, permitiendo investigaciones más detalladas de los sitios de unión de los ligandos, las vías de señalización y los efectos bioquímicos en cadena que se producen dentro de la célula cuando el receptor y su ligando se unen
A medida que avanzaba la investigación en receptores moleculares, se identificaron y caracterizaron numerosos receptores específicos que desempeñan un papel clave en diversas enfermedades. Por ejemplo, la identificación de los receptores de serotonina (Fluoxetina, Prozac) y dopamina ha sido fundamental en el desarrollo de antidepresivos (Fluoxetina, ‘Prozac’) y antipsicóticos (Aripiprazol,‘Abilify’), respectivamente.
Otro avance importante fue para tratar el cáncer descubriendo el receptor de crecimiento celular descontrolado. Esto sentó las bases para terapias dirigidas al cáncer de pulmón y otros tipos de tumores malignos. Finalmente, la comprensión de los receptores acoplados a fármacos también permitió el desarrollo de medicinas efectivas para otras enfermedades tales como la hipertensión y el asma [3].
El conocimiento profundo de los receptores celulares ha llevado a la era de las terapias dirigidas al comprender los perfiles genéticos de los receptores específicos de cada paciente, gracias a esto los médicos pueden seleccionar tratamientos más precisos y efectivos. Además, los fármacos diseñados para interactuar con receptores específicos, como los inhibidores de tirosina quinasa (p. ej. Imatinib, Erlotinib) utilizados en el cáncer, han demostrado una mayor eficacia y menores efectos secundarios en comparación con los enfoques convencionales. La medicina personalizada, basada en la identificación de marcadores moleculares y la selección de tratamientos específicos, ha mejorado significativamente la salud de los pacientes.
Los receptores moleculares han desempeñado un papel fundamental en la evolución de la medicina moderna. Desde los primeros descubrimientos hasta los avances en la clonación de genes y el diseño de terapias dirigidas, estos receptores han revolucionado la forma en que se diagnostican y tratan las enfermedades.
Los conocimientos adquiridos sobre los receptores moleculares han permitido el desarrollo de fármacos más selectivos y efectivos, mejorando los resultados de los pacientes y allanando el camino hacia una medicina personalizada. A medida que la investigación continúa, los receptores moleculares seguirán desempeñando un papel clave en el futuro de la medicina y la innovación terapéutica.
1) C. B. Pert, S. H. Snyder, “Opiate receptor: demonstration in nervous tissue,” Science, Vol. 179, pp. 1012-1014 (1973).
2) S. J. Singer, and J.L. Nicolson (1972), ‘The Fluid Mosaic Model of the Structure of Cell Membranes’, Science, Vol. 175, pp. 720–31 (1972).
3) C. R. Prüll, A. H. Maehle, and R. F. Halliwell, A Short History of the Drug Receptor Concept. Palgrave-Macmillan Press (2009).
4) E. W. Sutherland, Studies on the mechanism of hormone action (Conferencia de obtención del premio Nobel en medicina) – Science, 1972