220px-Solomon_H._Snyder-redSolomon H. Snyder es el creador de la Neurociencia molecular. Gracias a su trabajo sabemos cómo actúan la heroína o la Viagra o de qué manera es capaz una serpiente de matar en menos de un minuto. El padre de Solomon fue el décimo empleado de una pequeña oficina del gobierno de los Estados Unidos especializada en el manejo de información sensible y comunicaciones secretas. En la II Guerra Mundial dirigía a cientos de analistas que intentaban descifrar los mensajes en clave de los japoneses. Cuando la guerra finalizó, le pidieron que probara unas nuevas máquinas que tal vez fuesen útiles para ese tipo de tareas. Se trataba de los primeros ordenadores.

En pocos años, esta oficina estatal se convirtió en la National Security Agency (NSA), el principal centro informático del mundo y una agencia gubernamental menos conocida que la CIA pero con un enorme poder, incluyendo la autorización para realizar operaciones clandestinas, sabotajes y espionaje a propios y a extraños. 5789852737_f22166bf1fEn 2013 Edward Snowden filtró que la NSA, considerada la más secreta de las agencias secretas, intercepta las comunicaciones por internet y teléfono móvil de unos mil millones de personas en el mundo, incluyendo todos los ciudadanos de los Estados Unidos y muy probablemente usted y yo. De ella se ha dicho que es «la única parte del gobierno que escucha lo que dices».

La madre de Snyder, por su parte, era una emprendedora en serie. Llegó a Washington durante la Gran Depresión y al percatarse de la gran cantidad de hombres solos que acudían a la ciudad en busca de trabajo, organizó un club con actividades para solteros. A continuación organizó un equipo de beisbol de mujeres, cosa que nunca había existido antes. Después se dio cuenta de que hacían falta viviendas —durante la II Guerra Mundial no se construyeron apenas casas— y se metió de lleno en el mundo inmobiliario llegando a tener quince vendedores a su cargo. philco57c_1-redCuando aquella racha pasó, se dedicó a los concursos de la radio, a inventar eslóganes, a mandar las etiquetas promocionales que traían las cajas de cereales. Se convirtió en una de las mejores contesters del país —describa en menos de treinta palabras por qué le gusta el jabón Ivory— y ganó una fortuna. Solomon decía que esa mezcla de genes entre la sistemática de su padre, organizado y con conceptos claros, y la imaginación y espíritu aventurero de su madre, es la mejor combinación posible para dedicarse a la ciencia.

Aunque lo que le gustaba era la filosofía y la guitarra —tocó para Andrés Segovia y ganó dinero dando clases durante la carrera— Snyder estudió medicina en Georgetown y durante los veranos su padre le conseguía algún trabajo en la NSA. descargaLos responsables de la agencia, que dependía del Ministerio de Defensa, no veían ningún problema en gastar 10.000 dólares cada verano en comprobar rigurosamente sus antecedentes para permitirle hacer un trabajo por el que le pagaban 500 dólares. Después de estudiar Medicina en Georgetown, Snyder hizo la residencia en Johns Hopkins, universidad a la que se mantuvo vinculado el resto de su carrera.

Fue nombrado catedrático en 1970. Había trabajado con la melatonina en la pineal, la gastrina en el estómago y muchas otras moléculas. En aquel momento estaban buscando el receptor de la acetilcolina, el primero y el mejor conocido de los neurotransmisores, en el órgano eléctrico de peces eléctricos. Para ello utilizaba alfa-bungarotoxina, el letal veneno de las serpientes rayadas taiwanesas, marcada radioactivamente para poder seguir su recorrido y localizar el receptor. bandedkrait_1

La idea era muy sencilla: cuando la serpiente muerde a un animal, el veneno bloquea los receptores de acetilcolina responsables de la transmisión neuromuscular, es decir, el paso donde el sistema nervioso le dice a un músculo que se mueva. Con el receptor bloqueado por la toxina, los músculos dejan instantáneamente de recibir órdenes, cesan su movimiento y se genera una parálisis completa, la presa no puede respirar y muere.

La ventaja de trabajar con los peces eléctricos es que emiten sus descargas usando los llamados órganos eléctricos, formados por células musculares o nerviosas modificadas —los electrocitos— que contienen una cantidad enorme del receptor a la acetilcolina, hasta un 20% de la proteína total del órgano eléctrico. Esta proporción en el cerebro humano se calculaba que es del 0,0001% por lo que la enorme concentración en el órgano de estos peces facilitaba obtener una respuesta clara.

En esos años, los medios de comunicación comentaban con horror que miles de soldados americanos se habían vuelto adictos a la heroína en Vietnam. A su vuelta a Estados Unidos aquellos jóvenes no encajaban, pasaban a formar parte de la subcultura de la droga cayendo en la delincuencia y se produjo una auténtica epidemia de abuso de drogas y delitos, en particular en las grandes ciudades como Los Ángeles, Chicago o Nueva York. PresleyNixonCloseupEl presidente Nixon declaró la «guerra a la heroína» -Elvis Presley le pidió ser nombrado agente federal antinarcóticos, no sabemos si por quedarse con lo que decomisara- y nombró un zar antidrogas, Jerome Jaffe, que disponía de fondos prácticamente ilimitados, puesto que podía meter mano en la caja del Ministerio de Defensa —por algo era una guerra— y podía reclutar a cualquier empleado de una agencia gubernamental. Jaffe, que era amigo de Snyder, echó mano de él y éste empezó a estudiar los receptores siguiendo las técnicas que él conocía y empezó a pensar si los efectos de la heroína y la morfina, que eran claramente efectos cerebrales, podrían deberse a la existencia de un receptor neuronal para opiáceos. Probaron con dihidromorfina, el único opiáceo que se vendía marcado radioactivamente pero no encontraron ningún marcaje. Años después supieron que esta molécula es sensible a la luz y tendrían que haber apagado las luces del laboratorio o protegido la molécula para hacer los experimentos. Entonces, con la colaboración de las empresas de energía nuclear consiguieron fabricar naloxona marcada radioactivamente. La naloxona, un antagonista de los opiáceos, se usaba para tratar las sobredosis de heroína pues hacía que la heroína tuviera un efecto mucho menor por lo que pensaron que debía competir con la droga ocupando ella los receptores. La naloxona se unía con mucha intensidad y seguir la radioactividad permitió detectar los receptores opioides.

51DpIjpl3pL._SY445_Aquellos estudios dieron mucha información en poco tiempo. Ni la codeína (3-metil morfina) ni la heroína se unían a los receptores directamente y entonces vieron que era porque la codeína tenía que pasar por el hígado, donde se le quitaba el grupo metilo y se transformaba en morfina, un proceso que requería unos pocos minutos. La heroína, por su parte, es diacetilmorfina con lo que los grupos acetilo le permitían ir mucho más rápido al cerebro y por eso sus efectos euforizantes eran más pronunciados y casi instantáneos. La distribución de los receptores en el cerebro también aclaró muchas cosas: las zonas del tálamo con muchos receptores se encargaban de mediar el dolor intenso y profundo que alivia la morfina mientras que otras regiones talámicas que median otras sensaciones dolorosas más leves y superficiales como el pellizco o un picotazo no tenían apenas receptores y por eso esa sensibilidad no se perdía. Numerosas áreas del sistema límbico, especializado en las emociones, estaban llenas de receptores opiáceos lo que explicaba la euforia que produce la heroína o también, los núcleos mesencefálicos que regulan el diámetro de la pupila también tenían alta densidad de receptores lo que revela a su vez porqué los adictos a las drogas opiáceos tienen las pupilas diminutas.

Pero la gran pregunta seguía sin ser contestada. ¿Por qué demonios nuestros cerebros contienen cantidades elevadas de receptores para una molécula que producen las amapolas? Gavril Pasternak, del laboratorio de Snyder, vio que un extracto de cerebro libre de proteínas competía con la naloxona para unirse a los receptores por lo que se pensó que el cerebro tenía que contener alguna pequeña molécula parecida a un opiáceo. A su vez John Hughes y Hans Kosterlitz demostraron que en el extracto de cerebro había una molécula que tenia unos efectos parecidos a la morfina, efectos que eran bloqueados por la naloxona. Ambos laboratorios se pusieron en una carrera contra reloj a identificar esa sustancia pero Pasternak terminó su tesis y se volvió al mundo clínico y Hughes y Kosterlitz consiguieron aislar y secuenciar dos péptidos a los que llamaron encefalinas.  enkephalinSPLSe generaron anticuerpos contra las encefalinas lo que permitió mapear en qué neuronas se encontraban en las distintas zonas cerebrales mientras que con técnicas de autoradiografía —marcar radioactivamente y luego seguir la radioactividad con una película fotográfica— se pudo cartografiar la localización de los receptores de opiáceos. Los dos mapas coincidían. Prácticamente al mismo tiempo, Rabi Simantov y Solomon H. Snyder encontraron otra sustancia que fue denominada «endorfina» como abreviatura de «endógena-morfina», queriendo indicar una morfina producida de forma natural en el cuerpo. Años después se encontró que distintas células humanas y de otras especies eran capaces de sintetizar la propia morfina, que no es un péptido.

Snyder fue identificando nuevos neurotransmisores, las moléculas que llevan información desde una neurona y neurorreceptores, las que reciben esa información en la segunda neurona de la sinapsis. Otro gran avance fue descubrir nuevos tipos de transmisores que alteraban todo lo que se sabía hasta aquel momento. image002El primero fue el óxido nítrico, un transmisor que era gaseoso, que no se almacenaba en vesículas sinápticas, que no se liberaba por exocitosis, que no actuaba sobre receptores de las membrana y que era capaz de llevar información de la neurona postsináptica a la presináptica. El óxido nítrico juega un papel clave en la agresión y en la atracción sexual y en realidad la Viagra lo que produce es óxido nítrico. Pero también el óxido nítrico puede, cuando las concentraciones no son adecuadas, dañar a las neuronas, actuando como un tóxico. El daño que se produce en un derrame cerebral —algo que también descubrió Snyder— está mediado por este gas.

Snyder encontró que al menos otro gas, el monóxido de carbono (CO), uno de los venenos más conocidos, puede ser también un neurotransmisor y de nuevo, otro tipo de neurotransmisor, tan inesperado como los gases, que era un aminoácido extraño, la D-serina. La «D» significa que es un isómero dextrógiro y es el isómero «equivocado» pues la forma normal es la L-serina. Los niveles de D-serina en el cerebro son un tercio de los de L-serina y es el único D-aminoácido que aparece en cantidades significativas en el cerebro. Para complicar aún más, está localizado en una población específica de células gliales, no en neuronas, y esta glía envuelve los terminales de las neuronas en regiones cerebrales que tienen alta cantidad de un receptor determinado (el receptor NMDA de glutamato). La D-serina actuaría como un modulador de esta transmisión, un descubrimiento también del grupo de Snyder.

Snyder ha realizado numerosos descubrimientos a lo largo de su vida y ha publicado más de 800 artículos científicos. Cuando le preguntaban cuál era su secreto, decía que «leer cosas muy diversas, interesarse por la investigación que se hacía en temas totalmente alejados de la neurociencia y entonces pensar de qué manera esos descubrimientos podrían aplicarse al cerebro». SNYDER9BW-redEl organismo aprovecha los avances de la evolución de los que dispone, si una molécula o un mecanismo biológico aparece en cualquier lugar del cuerpo, es muy probable que aparezca en el cerebro también haciendo algo, aunque pueda ser muy distinto. Snyder también decía que era extremadamente torpe, que si se acercaba a un aparato era muy posible que lo rompiera y decía «Hay tipos en el laboratorio que aman los experimentos, les encanta tocar cosas con las manos. Yo nunca he sido el tipo de las manos , yo era el tipo de las ideas. Diría “yo tengo una idea, ellos tienen las técnicas”».

 

Para leer más:

  • Kolata G (1993) Scientist at work: Solomon Snyder; Brain Researcher Makes It Look Easy. New York Times 25 de mayo. http://www.nytimes.com/1993/05/25/science/scientist-at-work-solomon-snyder-brain-researcher-makes-it-look-easy.html?src=pm&pagewanted=1
  • Poeaknapo C, Schmidt J, Brandsch M, Dräger B, Zenk MH (2004) Endogenous formation of morphine in human cells”. Proc Natl Acad Sci USA 101 (39): 14091–14096.
  • Simantov R, Snyder S (1976) Morphine-like peptides in a mammalian brain: isolation, structure elucidation, and interactions with an opiate receptor”. Proc Natl Acad Sci USA 73 (7): 2515–2519.
  • http://www.sfn.org/~/media/SfN/Documents/TheHistoryofNeuroscience/Volume%206/c12.ashx
  • http://www2.gwu.edu/~nsarchiv/nsa/elvis/elnix.html