Científicos logran que deje de ser un misterio cómo percibe el cuerpo el frío

La pregunta sobre cómo funciona la percepción de la temperatura es difícil de contestar. Un equipo científico de la Universidad de California en San Francisco (EE. UU.) logró ahora captar las primeras instantáneas a nivel atómico de la proteína sensora del frío en acción.

Los detalles de su estructura molecular mientras responde al frío se publican en la revista Nature y, según los autores, el trabajo podría utilizarse algún día para ayudar a tratar el dolor provocado por este.

Cuando se mete la mano en un cubo de hielo o se abre la puerta de casa en un día nevado, una proteína de las células nerviosas llamada TRPM8 entra en acción, abriéndose como una pequeña compuerta para enviar una señal de "frío" al cerebro.

Los investigadores lo que hicieron en el nuevo estudio, en colaboración con científicos del Instituto Médico Howard Hughes, es descubrir cómo cambia de forma esa proteína cuando se expone a temperaturas frías.

"Todo el mundo quiere saber cómo funciona la percepción de la temperatura, pero resulta ser una pregunta muy difícil de responder desde el punto de vista técnico", afirma David Julius, uno de los autores y Nobel de Fisiología o Medicina de 2021 por descubrir el TRPV1, que permite a los nervios detectar la capsaicina, el picante de los chiles.

Por eso, dice, "poder finalmente comprenderlo es realmente muy emocionante".

Los científicos sabían que el TRPM8 solo comienza a activarse cuando las temperaturas bajan por debajo de unos 26 grados centígrados y que era responsable tanto de la sensación de frío como de la sensación refrescante del mentol. Sin embargo, a pesar de años de esfuerzo, no habían logrado capturar su estructura molecular exacta mientras respondía al frío.

La TRPM8 se encuentra normalmente incrustada en la membrana externa de las células nerviosas y tendía a desintegrarse cuando los investigadores la aislaban.

La mayoría de los métodos de obtención de imágenes también dependen de que las proteínas estén fijadas en una estructura única y estable para poder visualizarlas, lo que limita la capacidad de los científicos para observar estructuras intermedias fluidas a medida que la proteína cambia de forma.

La clave del nuevo trabajo fue poder observarlas en movimiento, explica un comunicado de la universidad californiana. Los equipos de Julius y Yifan Cheng obtuvieron imágenes de TRPM8 mientras aún estaba incrustada en membranas extraídas directamente de las células.

Para capturar lo que ocurría al abrirse la TRPM8, el equipo utilizó dos técnicas complementarias: la criomicroscopía electrónica (cryo-EM), que toma imágenes estáticas, y la espectrometría de masas de intercambio de hidrógeno-deuterio (HDX-MS), que es más dinámica.

El equipo consiguió seguir la proteína en tiempo real a medida que cambiaba la temperatura ambiente. El método puso de relieve qué regiones de la molécula se flexionan y se mueven al cambiar la temperatura.

En conjunto, los métodos permitieron a los investigadores modelar exactamente cómo se abría la TRPM8 por debajo de los 26 grados.

Este nuevo trabajo allana el camino para determinar la estructura de otras proteínas dinámicas que, por lo general, han sido difíciles de visualizar.

También podría responder a una pregunta que se viene planteando desde hace tiempo: por qué las aves -que también tienen TRPM8 en sus células nerviosas- son mucho menos sensibles al frío que los mamíferos.