Earl Wilbur Sutherland Jr. (19 de noviembre de 1915 - 9 de marzo de 1974) fue un farmacólogo y bioquímico estadounidense nacido en Burlingame, Kansas . Sutherland ganó el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1971 "por sus descubrimientos sobre los mecanismos de acción de las hormonas", especialmente de la epinefrina , a través de segundos mensajeros , concretamente el monofosfato de adenosina cíclico o AMP cíclico.
Sutherland nació el 19 de noviembre de 1915 en Burlingame , Kansas . El segundo menor de seis hermanos, fue criado por su madre, Edith M. Hartshorn, y su padre, Earl W. Sutherland. [1] Aunque su padre, que era originario de Wisconsin , había asistido a Grinnell College durante dos años, finalmente llevó un estilo de vida agrario que lo llevó tanto a Nuevo México como a Oklahoma antes de establecerse en Burlingame para formar una familia. Edith, originaria de Missouri , tenía cierta formación en enfermería en lo que se llamaba una "universidad de mujeres". Para mantener a la familia, el padre de Sutherland tenía una tienda de productos textiles, donde dio trabajo a cada uno de sus hijos. Sutherland comenzó a pescar a la edad de cinco años y esto se convirtió en un pasatiempo que disfrutó durante la mayor parte de su vida.
Como estudiante de secundaria, Sutherland jugó y se destacó en varios deportes, incluidos tenis , baloncesto y fútbol . [2]
En 1933, a la edad de 17 años, Sutherland se matriculó en Washburn College en Topeka , Kansas y comenzó a obtener una licenciatura en Ciencias . [1] Para poder pagar la matrícula, trabajó durante sus años universitarios como asistente médico en un hospital local. Sutherland se graduó en 1937, a la edad de 21 años. Luego fue aceptado en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis , donde desarrolló una sólida tutoría con Carl Ferdinand Cori . En 1942, Sutherland se graduó como Doctor en Medicina . [1]
En 1940, mientras estudiaba en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington , Sutherland tuvo su primer encuentro con la investigación como asistente de farmacología en el laboratorio de Carl Ferdinand Cori, quien ganó el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1947 por su descubrimiento del mecanismo. del metabolismo del glucógeno . [3] [4] Bajo la dirección de Cori, Sutherland realizó una investigación sobre los efectos de las hormonas epinefrina y glucagón en la descomposición del glucógeno en glucosa. [3] En 1942, trabajó como interno en el Hospital Barnes-Jewish en St. Louis . [5]
Después de recibir su título de médico en la Universidad de Washington en 1942, Sutherland sirvió como médico del ejército en la Segunda Guerra Mundial . Regresó a la Universidad de Washington en St. Louis en 1945, donde continuó investigando en el Laboratorio de Cori. Sutherland atribuye su decisión de seguir una carrera de investigación, en lugar de ingresar a la profesión médica, a su mentora Cori. [3]
Sutherland ocupó varios títulos docentes durante su estancia en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, incluido el de instructor en farmacología (1945–46), instructor en bioquímica (1946–50), profesor asistente de bioquímica (1950–52) y profesor asociado en bioquímica. (1952–53). [5]
En 1953, Sutherland se trasladó a Cleveland para ocupar un puesto como profesor de farmacología y presidente del departamento de farmacología en la facultad de medicina de la Universidad Case Western Reserve . Allí colaboró con Theodore W. Rall, también profesor de farmacología, que se convertiría en su socio de investigación de por vida. Juntos, llevaron a cabo más investigaciones sobre el mecanismo de acción hormonal a nivel molecular. [3] [5] Durante sus diez años en la Universidad Case Western Reserve, Sutherland hizo varios descubrimientos innovadores que llevaron a la identificación del monofosfato de adenosina cíclico , o AMP cíclico, y su papel como mensajero secundario .
En 1963, Sutherland se convirtió en profesor de anatomía en la Facultad de Medicina de la Universidad de Vanderbilt en Nashville . [2] Su puesto le permitió dedicar más tiempo a su investigación. Continuó su trabajo sobre AMP cíclico, recibiendo apoyo financiero de la carrera de investigación que le otorgó la Asociación Estadounidense del Corazón en 1967. Mantuvo su título de profesor en la Universidad de Vanderbilt hasta 1973. [5]
En 1973, después de pasar 10 años en la Universidad de Vanderbilt , Sutherland se mudó a Miami , donde se unió a la facultad de la Facultad de Medicina Miller de la Universidad de Miami como profesor distinguido de bioquímica. [2] [6] Continuó involucrado en investigaciones novedosas sobre el monofosfato de adenosina y el monofosfato de guanosina , y fue coautor de cuatro artículos solo en 1973. [7]
Mientras trabajaba en el laboratorio de Cori, Sutherland, con la ayuda de sus compañeros de trabajo, hizo varios descubrimientos sobre el mecanismo del metabolismo del glucógeno que, años más tarde, lo llevaron al descubrimiento de la actividad biológica del AMP cíclico. El laboratorio de Cori había establecido previamente el mecanismo básico del metabolismo del glucógeno, por lo que le concedieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina . [4] Sutherland ayudó a identificar la importancia de la fosforilasa hepática (LP) en el proceso de glucogenólisis . De las tres enzimas básicas implicadas en la glucogenólisis, descubrió que la LP era limitante de la velocidad, lo que significa que la progresión del metabolismo del glucógeno depende de esta enzima. [3] LP se convertiría en el tema de su investigación durante los siguientes años, y fue a través de la experimentación sobre LP y la interacción hormonal que se realizó su descubrimiento más famoso.
Después de identificar la importancia de LP, Sutherland trasladó sus esfuerzos de investigación a la Western Reserve University. Allí, trabajó en colaboración con Ted Rall, Walter D Wosilait y Jacques Berthet para publicar una serie de artículos en el Journal of Biological Chemistry , "The Relationship of Epinephrine and Glucagon to Liver Phosphorylase", que se publicó en cuatro partes. [8] [9] [10] [11] Estos cuatro artículos documentan la purificación de LP y el análisis de varias de sus propiedades. Primero, se determinó que la actividad enzimática de LP depende de la adición o eliminación de un grupo fosfato , proceso llamado fosforilación . [10] En un experimento posterior, demostraron que se absorbe más fosfato en las rebanadas de hígado cuando se agregan epinefrina y glucagón, lo que sugiere que estas hormonas estaban promoviendo la fosforilación de LP, activando la enzima. [10] Los resultados de un artículo posterior de la serie sugirieron que esta fosforilación y activación de LP era el resultado de la acción de la fosforliasa quinasa . [11] Esta serie también investigó la inactivación de la fosforilasa hepática y caracterizó una enzima que inicialmente llamaron enzima inactivadora de LP, que funciona escindiendo el grupo fosfato. [10] Esta enzima pasó a llamarse posteriormente fosforilasa fosfatasa hepática. [11] Estos artículos también caracterizaron el LP en términos de peso molecular y otros factores. Durante su análisis, encontraron el resultado inesperado de que la activación de LP aumentó con la adición de 5-AMP, que es un precursor del AMPc; sin embargo, esto no se sabía en ese momento. [8]
El cuarto artículo publicado en esta serie, "La relación de la epinefrina y el glucagón con la fosforilasa hepática: efecto IV de la epinefrina y el glucagón sobre la reactivación de la fosforilasa en homogeneizados del hígado", se publicó en 1956. En este artículo, Sutherland y sus asociados ampliaron su investigación. de epinefrina y glucagón. La clave del éxito de este experimento fue el uso de un homogeneizado de células hepáticas en lugar de células hepáticas intactas, como habían estado haciendo en sus experimentos anteriores. [11] El consenso general entre los investigadores en ese momento era que el estudio de las hormonas sólo era posible utilizando células intactas; este fue el primer caso en el que se estudió una vía hormonal utilizando un homogeneizado celular. Sutherland y sus coautores pudieron observar efectos similares en el homogeneizado de hígado a los observados en rodajas de hígado entero. Más importante aún, pudieron observar esta respuesta en dos etapas. Esta respuesta de etapa se caracterizó por la fracción de partículas que producía un factor termoestable desconocido en presencia de las hormonas epinefrina y glucagón. Este factor luego estimula la formación de fosforilasa hepática en una fracción del homogeneizado donde las hormonas no están presentes. [11] Este factor termoestable desconocido, que se produjo en presencia de hormonas y finalmente condujo a la formación secundaria de fosforilasa hepática, se denominó más tarde AMP cíclico. [12] [13]
Aunque el descubrimiento del AMP cíclico y la idea de los segundos mensajeros fueron de gran importancia para el mundo de la medicina, los hallazgos de Sutherland en realidad se lograron mediante arduos ensayos y errores. En primer lugar, Sutherland y Ted Rall estaban convencidos de que un homogeneizado de sacarosa de las células del hígado era absolutamente necesario para mantener sus células sanas y en proliferación. [14] Rall hizo esta inferencia a partir de su experiencia en el estudio de las mitocondrias , que respondieron bien a estos homogeneizados de sacarosa; sin embargo, no tenía nada que ver con lo que se estudiaba en ese momento. Resultó que esta sacarosa no era necesaria para el homogeneizado y una vez que configuraron el experimento sin sacarosa pudieron ver resultados más efectivos. En segundo lugar, Sutherland inicialmente creyó que había algo vital en la célula intacta y que alterar su estructura no produciría ningún efecto hormonal. [14] Sin embargo, después de algún debate, Rall había convencido a Sutherland de utilizar homogeneizados de hígado. Una vez que presenciaron casi una duplicación de la tasa de activación de LP, supieron que esta creencia de que mantener las células intactas era crucial para estudiar los efectos de las hormonas no era necesariamente cierta, al menos en este caso. Finalmente, Sutherland había decidido ignorar la solicitud de Jacques Berthet de realizar el mismo experimento utilizando la técnica de laboratorio adecuada, específicamente el Lehninger Hard Pour, donde el material sobrenadante se decantaba vertiendo el líquido en otro tubo de ensayo una vez que la fracción de partículas alcanzaba la parte superior del tubo original. tubo. Berthet no sólo exigió que este paso del procedimiento se realizara mediante una aspiración cuidadosa, sino que también criticó la falta de especificidad durante la centrifugación con respecto a la altura de la suspensión, las rpm y el tiempo. [14] La voluntad de Sutherland y sus asociados de modificar sus procedimientos experimentales y suposiciones erróneas les permitió hacer los descubrimientos que hicieron.
Sutherland se casó con Mildred Rice en 1937, el mismo año en que se graduó en Washburn College . En 1944, durante la Segunda Guerra Mundial , Sutherland fue llamado al servicio como cirujano de batallón bajo el mando del general George S. Patton, y luego fue enviado a Alemania , donde sirvió como médico de planta en un hospital militar hasta 1945. [ 6] dos hijos y una hija con Mildred Rice.
En 1962, Sutherland se divorció de su primera esposa. Un año más tarde, cuando se convirtió en profesor de fisiología en la Universidad de Vanderbilt, Sutherland se casó con Claudia Sebeste Smith, la vicedecana de la universidad, y estuvieron juntos por el resto de la vida de Sutherland. [2]
En 1952, Sutherland recibió la cátedra Banting Memorial y, en 1953, fue elegido presidente del Departamento de Farmacología de la Universidad Case Western Reserve en Cleveland, Ohio. Se le concedió el puesto de investigador de carrera en la Asociación Estadounidense del Corazón en 1967 y fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias en 1973. [6]
Sutherland también fue miembro de varias sociedades científicas que incluían la Sociedad Estadounidense de Químicos Biológicos, la Sociedad Química Estadounidense , la Sociedad Estadounidense de Farmacología y Terapéutica Experimental , la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia y Sigma Xi . [6] De 1951 a 1956, Sutherland fue miembro del consejo editorial del Biochemical Preparations Journal. El consejo editorial del Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics buscó su atención entre 1957 y 1958. [5]
El 9 de marzo de 1974, Sutherland murió a causa de una hemorragia interna debido a complicaciones quirúrgicas tras una hemorragia esofágica masiva . Tenía 58 años. [2] [6]
Después de la muerte de Sutherland, en 1974, la Escuela de Medicina Miller estableció la Conferencia en memoria de Sutherland. En 1976, la Universidad de Vanderbilt creó el Premio Sutherland, que se otorga anualmente a un miembro de la facultad cuyo trabajo le ha valido reconocimiento y respeto a nivel nacional, si no internacional. Los destinatarios reciben 5.000 dólares y su nombre está grabado en un cuenco de plata. [16] Vanderbilt honró a Sutherland en 1997 iniciando una conferencia sobre Sutherland, y nuevamente en 2001 con la creación de la Cátedra Sutherland de Farmacología. Heidi E. Hamm, miembro de la facultad de Vanderbilt, fue nombrada para este puesto en el momento de su creación y aún mantiene este título. [17]
