Descubren la proteína responsable de la sensación de frío

Los hallazgos, publicados en 'Nature Neuroscience', podrían ayudar a desentrañar cómo sentimos y sufrimos el frío en invierno, y por qué algunos pacientes experimentan el frío de manera diferente en determinadas condiciones de enfermedad.

Desde hace unos 20 año se conocen los sensores de temperatura con el hallazgo duna proteína sensible al calor llamada TRPV1, señala el neurocientífico Shawn Xu , autor principal de la nueva investigación.

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«Algunos estudios han encontrado proteínas que detectan temperaturas calientes, tibias e incluso frías, pero no hemos podido confirmar qué detecta temperaturas por debajo de aproximadamente 60 grados Fahrenheit (15º Celsius)».

En un estudio de 2019 , los investigadores del laboratorio de Xu descubrieron la primera proteína receptora de detección de frío en Caenorhabditis elegans, una especie de gusanos de un milímetro de largo que el laboratorio estudia como sistema modelo para comprender las respuestas sensoriales.

Debido a que el gen que codifica la proteína de C. elegans se conserva evolutivamente en muchas especies, incluidos ratones y humanos, ese hallazgo proporcionó un punto de partida para verificar el sensor de frío en los mamíferos: una proteína llamada GluK2 (abreviatura de Subunidad 2 del receptor ionotrópico de glutamato, tipo kainato).

En este último estudio, los investigadores probaron su hipótesis en ratones a los que les faltaba el gen GluK2 y, por lo tanto, no podían producir ninguna proteína GluK2. A través de una serie de experimentos para probar las reacciones de comportamiento de los animales a la temperatura y otros estímulos mecánicos, el equipo descubrió que los ratones respondían normalmente a temperaturas cálidas, templadas y frías, pero no mostraban respuesta al frío nocivo.

GluK2 se encuentra principalmente en las neuronas del cerebro, donde recibe señales químicas para facilitar la comunicación entre neuronas. Pero también se expresa en las neuronas sensoriales del sistema nervioso periférico (fuera del cerebro y la médula espinal).

«Ahora sabemos que esta proteína cumple una función totalmente diferente en el sistema nervioso periférico, procesando señales de temperatura en lugar de señales químicas para detectar el frío», explica Bo Duan, coautor principal.

Si bien se conoce a la proteína GluK2 por su papel en el cerebro, Xu especula que esta función de detección de temperatura puede haber sido uno de los propósitos originales de la proteína. El gen GluK2 tiene parientes en todo el árbol evolutivo, remontándose hasta las bacterias unicelulares.

«Una bacteria no tiene cerebro, entonces, ¿por qué desarrollaría una forma de recibir señales químicas de otras neuronas? Pero tendría una gran necesidad de sentir su entorno, y tal vez tanto la temperatura como los químicos», razona Xu. «Así que creo que la detección de temperatura puede ser una función antigua, al menos para algunos de estos receptores de glutamato, que finalmente fue adoptada a medida que los organismos desarrollaron sistemas nerviosos más complejos».

Además de llenar un vacío en el rompecabezas de la detección de temperatura, Xu cree que el nuevo hallazgo podría tener implicaciones para la salud y el bienestar humanos. Los pacientes con cáncer que reciben quimioterapia, por ejemplo, suelen experimentar reacciones dolorosas al frío.

«Este descubrimiento de GluK2 como sensor de frío en mamíferos abre nuevos caminos para comprender mejor por qué los humanos experimentan reacciones dolorosas al frío, e incluso quizás ofrezca un objetivo terapéutico potencial para tratar ese dolor en pacientes cuya sensación de frío está sobreestimulada», añade Xu.