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Christian de Duve (Figura 1) tiene actualmente 95 años y más de setentaaños dedicados a la investigación en biología celular y fisiología. Esteartículo no pretende cubrir tan vasta carrera durante la cual elprotagonista abarcó diferentes temáticas, por lo que se centrará en elperíodo que va desde sus inicios como investigador (no tan conocidos),hasta sus aportes fundamentales y más famosos a la biología celular.El título del artículo podría haber hecho referencia a los lisosomas, losperoxisomas o al origen de la vida, pero preferí que fuera una frase delreferente de este artículo; una frase que relaciona la ciencia con el artey la faceta creativa, tan imprescindible en toda tarea que encaremos.

de Duve antes de los lisosomasLa vida de Christian de Duve es ciertamente interesante. Su trayectoriacomo investigador comenzó de forma un tanto casual y los avatares deldestino continuaron siendo determinantes durante toda su carrera; ya loverá.Aunque es belga, nació el 2 de octubre de 1917 en Thames Ditton,pequeña ciudad ribereña del Río Támesis, a diez kilómetros de Londres.Su familia, oriunda de Amberes (Bélgica) se mudó a Inglaterra tratandode escapar de la Primera Guerra Mundial. Lo cierto es que Christian deDuve nació mientras los zeppelines alemanes bombardeaban Londres.Un año después, ya finalizada la guerra, su familia regresó a Amberes.El apellido “de Duve” tiene un origen curioso. Herman Timoleon VonDuve fue uno de los tantos heridos que dejó la batalla de Waterloo el 18de junio de 1815. Este soldado alemán, del bando victorioso, fuetrasladado luego de la batalla a un hospital en Amberes. Allí fueatendido por un médico llamado Jean Baptiste Sassenus. Una vez queHerman se recuperó, entabló una relación de amistad con el médico yconoció a su hija con la que luego se casó. Finalmente, el ex soldadoalemán se radicó en Amberes, y fue ahí, cuando Herman, el bisabuelode Christian, cambió su apellido alemán de “Von Duve” a “de Duve”.La infancia de Christian se caracterizó por desarrollarse en un ambientemuy diverso en lo político y religioso. Su niñez y adolescenciatranscurrieron entre las dos guerras mundiales. En su familia habíaadherentes a las nuevas corrientes nacionalistas alemanas, otros que no,

HISTORIA DE LA BIOLOGÍA

por Pablo Adrián Oteropabloadrianotero@gmail.com

Figura 1: Christian de Duveen 1974.Fuente:http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1974/duve­autobio.html

Pablo Adrián Otero es biólogo ydocente de biología del CBC,UBA XXI y del ISFD 186.

de Duve: El arte de investigar no seaprende en los librosIma

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Figura 2: Christian de Duve (señalado con una flecha) junto acompañeros y a Joseph Bouckaert (sentado a la izquierda) enel laboratorio de fisiología (1940).Fuente: http://www.md.ucl.ac.be/histoire/colle/ilBcolle.htm

además de conocidos y amigos en Inglaterra.Como consecuencia, desde pequeño hablócuatro idiomas: flamenco, inglés, alemán yfrancés. En cuanto a la religión, se crió entrecatólicos y protestantes, e hizo su escuelaprimaria en una institución jesuita.Christian no fue el típico niño amante de lasciencias naturales que luego se convirtiera encientífico renombrado. Lo cierto es que decidió alos diecisiete años estudiar medicina por “la visiónromántica de esa profesión” y no por su objeto deestudio en sí.Llegado el momento de ingresar a la universidadconfiesa que fue “a la que tenía más cerca”,nada menos que a la Universidad Católica deLovaina. Resultó un buen estudiante, aunquepudiera haber sido mejor sino le hubieran gustadotanto los juegos de cartas. Su correctodesempeño le daba derecho a concurrir a loslaboratorios y colaborar. Fue así como conoció aJoseph Bouckaert (1896­1976) en su laboratoriode fisiología y se interesó por la investigación(Figura 2).

Otra guerra…y sus inicios en lainvestigaciónSus primeros pasos en la investigación los dioconviviendo con la Segunda Guerra Mundial, enun tema que lo apasionaría por varios añosvenideros: el rol de la insulina en el metabolismode los hidratos de carbono.La guerra no lo tomó por sorpresa, ni tampoco elnazismo. De joven y en sus visitas a Alemania fuetestigo del crecimiento del movimiento nazi eincluso tuvo un encuentro casual con HermannGoering en una playa durante unas vacaciones.Iniciada la guerra, se alistó como médico perono llegó a participar en acciones bélicas ya queel tren en que se dirigía al frente fue capturadopor los alemanes y todos fueron tomadosprisioneros. Afortunadamente logró escapar yregresó a Lovaina y a la universidad, en dondevivió durante parte de ese período.En 1941 se graduó de médico pero decidió quesu futuro sería la investigación, a pesar de larecomendación de su jefe de ejercer la profesióny asegurarse de este modo un cargo comoprofesor de la universidad en el futuro.Ese mismo año decidió estudiar bioquímica ypara ello comenzó a trabajar con Joseph Maisin(1893­1971) en el Instituto del Cáncer del hospital.Dada la imposibilidad de hacer cualquier trabajode investigación en plena guerra, en los ratoslibres que le dejaba la atención de los pacientesse abocó a hacer una revisión bibliográfica sobrela acción de la insulina. El trabajo que escribió,llamado “Glucosa, diabetes e insulina” resultó unlibro de 400 páginas.

Lovaina fue una de las ciudades más castigadasde Bélgica en ambas guerras por bombardeostanto de los alemanes como de las fuerzasaliadas, ya que fue uno de los últimos reductosdel ejército nazi. El 5 de septiembre de 1944 laciudad fue liberada y para Christian de Duvecomenzó otra historia. Durante 1945 y 1946Christian dejó de lado la insulina y se abocó aconseguir su maestría en bioquímica, para lo cualtrabajó en la industria farmacéutica en lapurificación de la penicilina para sucomercialización. Obtenido su posgrado, decidiódejar este camino y adentrarse definitivamentepor la investigación de lo que él llamaba “cienciapura”.Aunque tenía un título universitario no seconsideraba un bioquímico. En 1946 le escribió aHugo Theorell (1903­1982) para ir a trabajar juntoa él a Suecia. Según su testimonio, los dieciochomeses que permaneció con Theorell le enseñaronlo que era realmente trabajar en un laboratoriode bioquímica, ya que cuando llegó no sabía nipipetear, ni medir el pH. Hugo Theorell, ganadordel premio Nobel de fisiología en 1955, fuedecisivo para la formación académica y personalde Christian. Él lo recuerda como un personajemuy particular, que debido a haber sufridopoliomielitis de chico, a veces se desplazaba porel laboratorio con las manos mientras cantabaópera.Su interés por investigar la acción de la insulinaen el metabolismo de los hidratos de carbonoseguía vivo y el grupo de investigación indicadopara avanzar en este tema era el del los “Cori”.Les escribió a Carl y Gerty Cori para trabajardurante seis meses con ellos en su laboratorio deSan Luis (Misuri, EEUU). Este matrimonio deinvestigadores checos, que se radicó en EEUUluego de la primera guerra mundial, era elreferente máximo en el metabolismo de loscarbohidratos. Ambos compartieron, en el año1947, el premio Nobel de Fisiología con AlbertoHoussay.Por aquellos años los Cori sostenían que la insulinano favorecía la captura de glucosa por el hígadoy que, de hecho, producía su liberación a la

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sangre por los músculos. de Duve aseguraba, y asílo explicaba en su libro, lo contrario y adjudicabalos efectos antagónicos observados por los Cori, ala posible presencia de impurezas, producto delmétodo de aislación y recristalización. Pero yadijimos que durante la guerra, él no tenía losmedios para experimentar y comprobar suhipótesis. Recién finalizada la guerra, de hecho alotro día, realizó una serie de experimentos junto aHenry­Gery Hers. Para ello utilizaron insulinafabricada por el laboratorio Lily, provista por unmédico del ejército aliado, e insulina de origendanés (Novo). Lo que efectivamente observaronfueron efectos diferentes: la insulina Novoproducía los típicos síntomas de hipoglucemia;mientras que la de la firma Lily producía un efectoinicial de hiperglucemia.Los Cori habían rechazado el pedido de Duveporque no podría permanecer más de 4 mesespor su trabajo en la universidad. Peroincreíblemente, un mes después, recibe una cartade los Cori en la que le comentan que, uninvestigador de su grupo, llamado Earl Sutherland,había obtenido datos que concordaban con lahipótesis de la insulina impura; de Duve suelebromear diciendo que su primer descubrimientofue en realidad un (re)descubrimiento: lahormona glucagón.Recién después de este hecho, fue invitadofinalmente a trabajar con los Cori por cuatromeses. Lo cierto es que apenas pudo trabajar conellos, ya que su beca coincidió con el viaje de losdirectores del laboratorio para recibir el premioNobel (1947). Sin embargo durante su estadíaformó una buena pareja de trabajo con EarlSutherland.

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Figura 3: Biblioteca de la Universidad Católica de Lovaina destruida por losbombardeos alemanes en la Primera Guerra Mundial, agosto de 1914. a yb) Interior de la biblioteca, antes y después de su destrucción. c y d)Entrada a la biblioteca, antes y después del incendio de 1914. Fuente:Koch, 1917.

Biblioteca de la Universidad deLovainaLa Universidad Católica de Lovaina fuefundada 1425. Entre los personajes de lasciencias que estudiaron o enseñaron enella están Erasmo de Rotterdam y AndrésVesalio.En 1968, por problemas idiomáticos entreflamencos y francófonos, se fracturó endos: la sede flamenca o KatholiekeUniversiteit Leuven, que quedó en la ciudadde Lovaina, y la sede francófona oUniversité Catholique de Louvain, que seinstaló en Lovaina­la­Nueva, un pueblocreado para este propósito en el BrabanteValón.La biblioteca de la Universidad de Lovainaera famosa por la cantidad y calidad de loslibros que albergaba. Durante la PrimeraGuerra Mundial el ejército alemán incendióla biblioteca y quemó muchos libros únicosque se perdieron para siempre (Figura 3).Terminada la guerra los gobiernos de lospaíses aliados se propusieron reconstruir labiblioteca con fondos propios y con fondosque Alemania se comprometió a aportaren el mismo tratado de Versalles.

Entre otros temas, deseaba conocer más sobre elefecto del glucagón en la regulación delmetabolismo del glucógeno; tema que lepermitió aprender una gran lección. EarlSutherland había elegido para medir el efecto delglucagón la enzima fosforilasa, la primera enzimaen la vía catabólica de la degradación delglucógeno. Para de Duve, aferrado a la teoría,esto era un error ya que él estaba seguro que esaenzima estaba involucrada tanto en elanabolismo como en el catabolismo delglucógeno y que por lo tanto no podía ser unpunto de regulación metabólica. Sutherland nose dejó influir por estos supuestos y comprobó queefectivamente en presencia de glucagónaumentaba la actividad de la fosforilasadegradando el glucógeno. Años después, eltrabajo de Luis Federico Leloir mostraría que la víade síntesis del glucógeno es totalmente diferentea su degradación.de Duve y Sutherland juntos tambiéndescubrieron que las células pancreáticas queproducen la insulina son las beta, mientras que elglucagón es producido por las células alfa de losislotes de Langerhans. Juntos publicaron estehallazgo, en el que los Cori se negaron a figurarentre los autores, aunque eran ellos quienesdirigían el laboratorio, ya que habían estadoausentes durante la investigación (Figura 4).Los directivos del laboratorio Lily & Company,lejos de ofenderse por haber descubiertoimpurezas en su producto, continuaronfinanciando las investigaciones del grupo y hastale otorgaron un premio económico a de Duve. Élutilizaría esta suma de dinero para comenzar aarmar su laboratorio en la Universidad Católica deLovaina; corría el año 1948.

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Figura 4: Portada del artículo publicado por Sutherland y deDuve (1948) sobre la producción de glucagón.

Figura 5: Christian de Duve es el laboratorio en el año 1949.Fuente: http://www.md.ucl.ac.be/histoire

Figura 6: Parte de lasreacciones metabólicas queinvolucran al glucógeno:glucogenogénesis (o síntesisde novo de glucógeno),glucogenólisis (odegradación del glucógeno)y glucólisis. Los númerosrepresentas las enzimasinvolucradas: 1: glucógenosintetasa, 2: glucógenofosforilasa, 3: hexoquinasa, 4:glucosa­6­fosfatasa, 5) 6­fosfofructoquinasa y 6)fructosa 1,6­bifosfatasa. Losdos pasos metabólicosreversibles lo realizan enzimasisomerasas. Fuente: Pablo A.Otero.

Antes de regresar a Bélgica consiguió una becade la Fundación Rockefeller para cubrir susgastos, pero le faltaban fondos para equiparmejor el laboratorio. Dado que la fundacióncubría estos gastos solo si eran requeridos por losdirectivos de las casas de estudio, Christianconvenció al rector para que los solicitara. Así fuecomo comenzó a investigar en su propiolaboratorio junto a otros jóvenes investigadores:Henry­Gery Hers, Jacques Berthet y Lucie Dupret.El azaroso camino hacia los lisosomas

El primer tema de investigación en su nuevolaboratorio (Figura 5) fue un simple trabajo deenzimología, claro que en esa época no eran tansencillos de hacer. Los sustratos y las enzimaspurificadas no se compraban a proveedores, sinoque debían ser producidos en el mismolaboratorio.El objetivo de esta primera investigación eracaracterizar cual era el sustrato de la enzimafosfatasa que los Cori ya habían descriptopreviamente. Cuando el glucógeno se hidroliza(Figura 6) una fosforilasa (glucógeno fosforilasa)produce glucosa­1­fosfato, que es convertida porla enzima fosfoglucomutasa a glucosa­6­fosfato.Lo que no se sabía en ese momento era si lafosfatasa removía el fosfato de la glucosa­1­fosfato o de la glucosa­6­fosfato. Esto parecía serun punto importante ya que como esta fosfatasaera exclusiva del hígado podía haber algunarelación entre esta y la acción de la insulina;finalmente descubrieron que el sustrato adesfosforilar era la glucosa­6­fosfato, de ahí quela enzima se llame glucosa­6­fosfatasa.

Una respuesta en ciencias abre las puertas anuevos interrogantes, como por ejemplo: ¿dóndeestá localizada la enzima glucosa­6­fosfato?Buscar la respuesta a esta pregunta, le planteó ade Duve un nuevo camino de investigación,impensado apenas años antes. En uno de sustextos De Duve dice: todo lo que queríamos eraver donde se encontraba localizada la glucosa­6­fosfatasa.Las técnicas de fraccionamiento celular eranmuy nuevas por esa época y fue Albert Claude,otro científico belga, quién las había desarrollado(Claude, 1946). La más importante era lacentrifugación diferencial que permitía separarlos diferentes tipos de estructuras subcelulares. Enesta técnica la muestra se somete a una serie depasos de centrifugación. En cada paso seobtienen dos porciones: el sobrenadante y elpellet. El sobrenadante se puede separar y volvera centrifugar a diferente velocidad; también elpellet se puede resuspender y volver acentrifugar. Repitiendo este protocolo variasveces se pueden aislar diferentes componentescelulares de acuerdo a su tamaño. Los primerosmétodos de fraccionamiento celular porcentrifugación diferencial permitían obtener

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Figura 7: Fraccionamientocelular por centrifugacióndiferencial. El tejido eshomogeneizado y filtrado paraeliminar cúmulos y agregados(1). El homogenato obtenido essometido a centrifugacionessucesivas. En cada paso sesepara el sobrenadante, quese vuele a centrifugar, delpellet (2). Las fracciones que seobtienen contienen lasestructuras subcelularesseparadas por su tamaño.Fracciones con: a) núcleos, b)mitocondrias (tambiénlisosomas y peroxisomas), c)microsomas (porciones demembrana plasmática,retículos y Golgi), d) citoplasmasoluble y ribosomas libres.Fuente: Pablo A. Otero.

Figura 8: Distribución de la actividad de la citocromo oxidasa(A) y glucosa­6­fosfatasa (B) en las diferentes fraccionesobtenidas por la centrifugación diferencial. N: nuclear, M:mitocondrias, P: microsomas y S: citoplasma.Fuente: Modificada a partir de de Duve (1974).

cuatro fracciones: sobrenadante, microsomas,mitocondrias y núcleos. Los microsomas eranpequeñas vesículas producidas por el mismométodo y corresponden a sacos membranososproducto de la ruptura de los retículos y otrasestructuras membranosas (Figura 7).Existía la necesidad de tender un puente entrelos ensayos bioquímicos realizados con tubos,sustratos y demás, con lo que se podía observaren las células mediante los microscopios. Ademásde las técnicas de centrifugación, Albert Claude,junto a Keith Porter y George Palade,desarrollaron técnicas para realizar cortes finosque permitían obtener imágenes conmicroscopios electrónicos que hasta esemomento solo se usaban para estudiar metales.

de Duve sabía que era poco probable obtenerfracciones por centrifugación totalmente puras,por lo que resultaba útil conocer enzimascaracterísticas de cada una de las fracciones decentrifugación. Así nació esta línea deinvestigación sobre la localización de las enzimasen las células y comenzó a establecerse unarelación entre lo morfológico (microscopía) y lofisiológico (enzimología).Además utilizó, por primera vez, los histogramasque mostraban la distribución de la actividad delas enzimas en función de las diferentes fracciones(Figura 8).En sus siguientes investigaciones de Duve se basóen dos hipótesis: 1) era posible separar loscomponentes celulares y las enzimas contenidasen cada uno de ellos serían constantes(postulado de homogeneidad bioquímica), 2) losdiferentes tipos de componentes (organelas)poseían una composición de enzimas diferentes ytípicos de cada organela.Junto a sus colegas empleó estas técnicas defraccionamiento celular con tejido hepático deratas para determinar la distribución de laglucosa­6­fosfatasa y pudieron determinar quemostraba un pico de actividad en los microsomas(Figura 8).Conocida la respuesta buscada, de Duve y suscompañeros de investigación se encontraroncon otros resultados, que al principio se mostraroncontradictorios, pero que serían la primeraevidencia de la existencia de los lisosomas.Además de la glucosa­6­fosfatasa, conocían otraenzima fosfatasa, que resultó ser la puerta deentrada a un nuevo mundo. Esta enzimafosfatasa era muy inespecífica en cuanto alsustrato (ya que podía desfosforilar a la glucosa­1­fosfato, la glucosa­6­fosfato, glicerol fosfato, yotros sustratos) y tenía pH 5 como óptimo para suactividad; por ello la denominaron fosfatasaácida.

Tejido uórganoHomogenato

Varios pasos de centrifugación(difefentes velocidades y tiempos)

Diferentes fracciones obtenidas

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Figura 9: Tabla donde se muestran los resultados dela actividad de la fosfatasa ácida en las dosfechas. Entre paréntesis está la actividad enporcentaje (Berthet y de Duve, 1951). En el gráficode barras están graficados los valores absolutos deactividad (con las mismas unidades que en latabla). Recuperado se refiere a la actividad total.

Figura 10: Distribución de la actividad de la citocromooxidasa (A), fosfatasa ácida (B) y glucosa­6­fosfatasa (C)en las diferentes fracciones obtenidas por la centrifugacióndiferencial con el protocolo cambiado. N: nuclear, M:mitocondrias (pesada), L: mitocondrias (liviana), P:microsomas y S: citoplasma. Fuente: Modificada a partir dede Duve, 1974.

La asociación entre las diferentes fraccionesobtenidas por centrifugación diferencial y laactividad de ciertas enzimas estaba dando sus frutos:la citocromo oxidasa presentaba un pico deactividad en la fracción mitocondrial, la glucosa­6­fosfata en los microsomas…¿y la fosfatasa ácida?¿dónde estaba localizada?Para medir la actividad de esta fosfatasa ácida,agregaron un sustrato fosforilado y midieron el fosfatoliberado. En uno de los experimentos realizados lesllamó la atención que esta enzima presentó unaactividad muy baja en todas las fracciones productode la centrifugación; decepcionado de Duve le dijoa sus compañeros: es tarde, guarden las fraccionesen la heladera y la próxima semana con reactivosnuevos volvemos a realizar las mediciones.Una semana después, tanto con los mismosreactivos o con nuevos, obtuvieron un resultadosorprendente: la actividad total había aumentado,pero especialmente en la fracción mitocondrial(Figura 9).Estos resultados se podían explicar si la fosfatasaácida estuviera contenida en alguna estructuramembranosa. Estas estructuras sedimentaban juntocon las mitocondrias, pero por acción del tiempo opor alguna otra razón, si se rompían liberaban sucontenido enzimático y recién ahí tomabancontacto con el sustrato. Esta fue la primera pruebaexperimental de la existencia de los lisosomas, perono alcanzaba para probarlo.Un nuevo golpe de suerte se hizo presente: laruptura de una centrífuga. Una compañera de deDuve, llamada Françoise Appelmans, modificó elprotocolo de centrifugación, reduciendo lavelocidad. Mediante este cambio pudo dividir lafracción mitocondrial en dos (que antes migrabanjuntas), llamadas mitocondrial pesada y mitocondrialliviana. Cuando probaron la actividad de las enzimasen todas las fracciones, descubrieron que lafosfatasa ácida predominaba en la fracción “liviana”(Figura 10), mientras que en la fracción pesada lohacia la citocromo­oxidasa. Ahora de Duve y sugrupo tenían una enzima característica para cadafracción.

AntesDespués

citocromo oxidasa

fosfatasa ácida

glucosa­6­fosfatasa

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Figura 11: Los datosconfirmaban la presenciade una nueva organelaque solo cuando se rompíaliberaba las enzimashidrolíticas que actuabansobre los sustratos.Fuente: de Duve, 1983.

Figura 12: Parte del texto del artículo donde se propone por primera vezel término lisosoma: El texto dice: El hecho que las otras enzimas de estegrupo estén disociadas de la citocromo oxidasa tanto como lo está lafosfatasa ácida, y que muestran un mismo patrón de distribución a estaúltima enzima (fosfatasa ácida), justifica la conclusión provisional quepertenecen (las enzimas) a gránulos del mismo tipo. Por razonesprácticas proponemos referirse a estos gránulos como lisosomas, dadaque llama la atención su riqueza en enzimas hidrolíticas.Fuente: de Duve y colaboradores, 1955.

Presión osmóticaVibraciones

CongelamientoAutolisis

Solventes orgánicosDetergentes

¿Realmente estaban en presencia de una nuevaorganela que contenía la fosfatasa ácida? Segúnel resultado anterior estas organelas serían máspequeñas que las mitocondrias (por eso seobtenían en esta nueva fracción llamada“mitocondrial liviana”). Para avanzar en suinvestigación decidieron estudiar las enzimas quemostraban su pico de actividad entre lasfracciones mitocondrial y de microsomas; ¡eran 50enzimas! De esas cincuenta seleccionaron seisque tenían un PH ácido, óptimo para suactividad, entre ellas: fosfatasa ácida, lacatepsina (una proteasa), una ribonucleasas, unadesoxiribonucleasas, la glucoronidasa y la uratooxidasa (uricasa).Luego de repetir los protocolos de centrifugacióny medir la actividad de cada una de estasenzimas, encontraron que todas, excepto la uratooxidasa, presentaban el mismo patrón delatencia. Esto significa que, solo cuando elprotocolo incluía alguna forma de romper lamembrana, las enzimas se mostraban activas. Laforma más sencilla de producir la ruptura de lamembrana era utilizando un medio hipotónico(agua destilada), lo que producía la entrada deagua a las vesículas y su ruptura.Estos resultados apoyaban la idea de una nuevaorganela que contenía en su interior unavariedad de enzimas que actuaban en medioácido. Además eran todas enzimas hidrolíticas: deADN, ARN, proteínas y compuestos glicosídicos(Figura 11).Llegado el momento de bautizar y comunicareste hallazgo al resto de la comunidad científica,de Duve propuso el nombre “lisosoma”, términoformado por lyso (romper) y soma (cuerpo);lisosoma = cuerpo u organela que degrada.Luego de Duve se arrepentirá de este nombre, yaque muchas veces por su parecido con lisozima,le adjudican su descubrimiento, cuando enrealidad esta enzima fue descubierta por Flemingen 1920.La publicación que introduce a los lisosomas fuepublicada en 1955 en la revista The Biochemical

Journal (de Duve, 1955) (Figura 12). de Duve sabíaque era una propuesta riesgosa, y aunque era eljefe del grupo y le correspondía, insistió enencabezar la lista de autores.En ese mismo año (1955) Alex Novikoff, queinvestigaba la localización de enzimas pero contécnicas que utilizaban microscopio electrónico,visitó el laboratorio de de Duve. Novikoffdesarrolló una técnica que le permitía teñirdiferencialmente a los lisosomas valiéndose de laactividad de la fosfatasa ácida. Así pudieronobtener las primeras fotografías con microscopioelectrónico de lisosomas (Figura 13).¿Qué función podría tener esta organela en lascélulas? La variedad de enzimas presentesrecordaba a las enzimas digestivas secretadaspor una variedad de organismos. Una nuevahipótesis se presentaba: los lisosomas podríantener una función digestiva dentro de la célula.En esa época, fuera del ámbito de labioquímica, de Duve se consideraba a sí mismoun ignorante de la morfología celular. Así quecomenzó a profundizar en estos temas ydescubrió que había otros estudios previos quepodían tener relación con los novedososlisosomas. Conoció el trabajo de Horming (1926) ysu descripción de las “vacuolas digestivas” en lasamebas, y las observaciones de Mechnikov (1882)sobre glóbulos blancos que “se comían” ofagocitaban (término propuesto por esteinvestigador) a otras células. Lo novedoso es que,a partir de estas nuevas investigaciones, resultabaque no sólo las células del sistema inmune o losprotozoos tenían estos “sistemas digestivoscelulares”, sino que estaban en todos los tipos decélulas, incluso en las vegetales.En 1958, de Duve propuso incluir a la fagocitosis ypinocitosis dentro de lo que llamó endocitosis yrelacionar el metabolismo del materialendocitado con los lisosomas; esta organelatendría como una de sus funciones ladegradación de material incorporado por losmecanismos de endocitosis.

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Figura 13: Primera fotografías de microscopia electrónica delos lisosomas. Nótese la abundancia de lisosomas y elpolimorfismo existente (x50.000). Fuente: Novikoff, 1955.

Figura 14: Distribución de la actividad de la urato oxidasa (A),catalasa (B) y D­amino­oxidasa (C) en las diferentes fraccionesobtenidas por la centrifugación diferencial con el protocolocambiado. N: nuclear, M: mitocondrias (pesada), L:mitocondrias (liviana), P: microsomas y S: sobrenadante(citoplasma + ribosomas). Fuente: Bauhduin, 1964.

Luego, amplía la función de los lisosomas a ladegradación de estructuras propias como partedel reciclado de su materia, término al quedenominó “autofagia”.La ciencia básica y sus aplicaciones

de Duve siempre fue un ferviente defensor de laciencia básica. Por esa razón fue breve su pasopor la industria farmacéutica y apostó a su futurocomo investigador y no como médico. Sinembargo, él mismo cuenta que esa visión fuecambiando con los años y comprendió que, si erala sociedad quien solventaba las investigacionesera importante que la ciencia básica tuviera suaplicación y así evidenciara su papelfundamental en la sociedad. Su descubrimiento yestudio de los lisosomas es un claro ejemplo deesto ya que abrió muchas líneas nuevas deinvestigación aplicadas a la medicina.¿Qué sucedería si los lisosomas se rompen dentrode la célula o si descargan su contenido alexterior? ¿Qué pasaría si faltara alguna de lasenzimas lisosomales? Estas nuevas preguntascondujeron a nuevas respuestas. Por ejemplo sedescubrió que normalmente las células de unorganismo pluricelular no liberan el contenido delos lisosomas al exterior, pero que en el caso delos osteoblastos esto es fundamental para laregeneración del tejido óseo.Pocos años después, en 1963, Gerty Coridescribió la primera enfermedad relacionada confalta de enzimas lisosomales, conocidajustamente como enfermedad de Cori. Estapatología se produce por la falta de una enzimalisosomal que degrada el glucógeno,particularmente la que quita las ramificaciones,por lo que este compuesto se acumula en loslisosomas de los hepatocitos.Luego se describieron otras enfermedadescausadas por la carencia de alguna enzimalisosomal: la enfermedad de Hunter (acumulación

de mucopolisacáridos), de Gaucher(glucocerebrósidos), de Fabry (glucolípidos) y deNiemann­Pick (esfingolípidos).La sexta enzima

El lector atento recordará que de Duve y suscolaboradores habían seleccionado seis enzimaspara sus experiencias que probaron la existenciade los lisosomas; también recordará que una deellas, la urato oxidasa, no mostró el mismo patrónque el resto; ¿qué ocurría con esta enzima?La urato oxidasa mostraba más diferencias conlas otras cinco enzimas, por ejemplo posee pH 9como óptimo para su actividad y además no esuna enzima hidrolítica sino oxidante: oxida elácido úrico. En un principio supusieron que setrataba de una enzima de membrana. Luegoencontraron otras dos enzimas con el mismopatrón de actividad: una amino­oxidasa y unacatalasa; también enzimas oxidantes. Aunqueeste grupo de tres enzimas se obtenían en lamisma fracción que los lisosomas (Figura 14) eraevidente que debía poseer una localizacióncelular diferente.Para resolver este problema utilizaron otratécnica de centrifugación, que permite separarpartículas del mismo tamaño pero de diferentedensidad: la centrifugación por gradiente dedensidad. Lo que obtuvieron fueron nuevasfracciones (Figura 15) en las cuales midieron laactividad de las enzimas que se sabíandiagnósticas de cada organela. Encontraron quelas tres enzimas oxidantes poseían su pico deactividad en una fracción que no contenía ni alas mitocondrias ni a los lisosomas, ¡una nuevaorganela se hacía presente!Tal cual sucedió con los lisosomas, los novedosos“peroxisomas” (Figura 16) ya habían sidoobservados antes por Johannes Rhodin enpreparados de riñón e hígado en 1952 ybautizados como “microbodies”.Por su relación con la catalasa y el peróxido dehidrógeno, de Duve denominó a esta organelaperoxisomas; el término apareció por primera vezen 1965 (de Duve, 1965).

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Figura 15: El material a centrifugar es depositadoen la parte superior del solvente que en estecaso son capas de sacarosa cada vez másdensas. Al centrifugar cada partícula migrahasta su densidad equilibrio y permanece allí.Además para separar mejor los lisosomas delresto el hígado es expuesto a una solución quecontiene una pequeña cantidad dedetergente. El detergente se acumula en loslisosomas por endocitosis y los hace menosdensos. La fracción que contiene a los lisosomas(verde) se separa por diferencia de densidad deesta nueva organela que contiene a las enzimasoxidasas (franja azul).Fuente: figura elaborada a partir de de Duve, 1966 y de

Lodish, 2002.

Figura 16: Fotografía de organelas con microscopioelectrónico (x60.000). P: peroxisoma (con cristales de uratooxidasa dentro), M: mitocondrias y L: lisosoma. El lisosoma seve más oscuro porque fue teñido con una técnica de tinciónque detecta la presencia de fosfatasa ácida.Fuente: Baudhuin, 1967.

Figura 17: Christian de Duverecibe el premio Nobel deFisiología en 1974.Fuente:http://www.md.ucl.ac.be/histoire

Y la historia siguió…No podrá decir el lector que no le avisé: lahistoria es más larga que lo que este artículopretende mostrar. Pero a pesar de esto quierocontar algunos eventos posteriores.A partir de mediados de los sesenta de Duvetuvo a cargo dos grupos de investigaciónseparados por un océano (literalmente): uno enBélgica en la Universidad de Lovaina y el otro enNueva York en el Instituto Rockefeller. Continuó enesos cargos hasta principios de la década del 90´.Acumuló muchos premios durante su carrera perosin duda el Premio Nobel de Fisiología en 1974,compartido con Albert Claude (uno de susmentores) y George Palade, fue un hito (Figura17).de Duve se manifestó muy contento y triste a lavez por la distinción. Feliz por compartir el premiocon Albert Claude, “el padre de todo eso” segúnsus palabras. Pero triste por considerar que es muy

injusto premiar a tres personas (como máximo),cuando el aporte de muchos otros investigadoresfue esencial y no reconocido.Un dato curioso: con el dinero del premio secompró un piano (que según él “castigaba”) ehizo construir una pileta de natación en su casade Bélgica.

Palabras finalesHay mucho más para contar sobre Christian deDuve y su vida. En este caso en particular, cuantomás leía sobre su tarea y vida, más puertas seabrían; algo similar a lo que sucede con laciencia. Ojalá este texto de divulgación hagajusticia con la parte de su vida narrada.

Agradezco a María Teresa Ferrero de Roqué y a JorgeFernández Surribas por la lectura crítica de este artículo,por sus sugerencias y correciones; gracias.

REVISTA BOLETÍN BIOLÓGICA Nº 27 ­ AÑO 7 ­ 2013 pág. 30

HISTORIA DE LA BIOLOGIA

Si usted es docente y/o investigador y desea difundir su trabajo en estasección, contáctese con Pablo Adrián Otero, responsable de la misma.

(pabloadrianotero@gmail.com)

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