Christian René Marie Joseph, vizconde de Duve (2 de octubre de 1917 - 4 de mayo de 2013) fue un citólogo y bioquímico belga ganador del Premio Nobel . [2] Hizo descubrimientos fortuitos de dos orgánulos celulares , los peroxisomas y los lisosomas , por los que compartió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1974 con Albert Claude y George E. Palade ("por sus descubrimientos sobre la organización estructural y funcional de la célula"). [3] Además de peroxisoma y lisosoma , inventó nombres científicos como autofagia , endocitosis y exocitosis en una sola ocasión. [4] [5] [6] [7] [8]
Hijo de refugiados belgas durante la Primera Guerra Mundial , de Duve nació en Thames Ditton , Surrey, Inglaterra. [9] Su familia regresó a Bélgica en 1920. Fue educado por los jesuitas en Our Lady College, Amberes , y estudió medicina en la Universidad Católica de Lovaina . Tras obtener su doctorado en medicina en 1941, se unió a la investigación en química, trabajando en la insulina y su papel en la diabetes mellitus . Su tesis le valió el título universitario más alto, agrégation de l'enseignement supérieur (equivalente a un doctorado) en 1945. [10]
En 1946 obtuvo el título de Máster en Ciencias por su trabajo sobre la purificación de la penicilina . Continuó su formación con Hugo Theorell (posteriormente ganadores del Premio Nobel) en el Instituto Karolinska de Estocolmo y con Carl y Gerti Cori en la Universidad de Washington en San Luis . En 1947 se incorporó a la facultad de medicina de Lovaina. En 1960 fue invitado al Instituto Rockefeller (actual Universidad Rockefeller ). Por acuerdo mutuo con Lovaina, se convirtió en profesor en ambas universidades a partir de 1962, dividiendo su tiempo entre Lovaina y Nueva York. En 1974, el mismo año en que recibió el Premio Nobel, fundó el ICP, que más tarde pasaría a llamarse Instituto de Duve. [11] Se convirtió en profesor emérito de la Universidad de Lovaina en 1985 y de la Rockefeller en 1988. [12]
En 1989, el rey Balduino de Bélgica le concedió a De Duve el rango de vizconde . También recibió el Premio Francqui , el Premio Internacional de la Fundación Gairdner , el Premio Heineken y la Medalla EB Wilson . En 1974, fundó el Instituto Internacional de Patología Celular y Molecular en Bruselas, que finalmente pasó a llamarse Instituto de Duve en 2005. Fue el presidente fundador de los Premios L'Oréal-UNESCO para Mujeres en la Ciencia . [13] Murió por eutanasia legal después de sufrir durante mucho tiempo cáncer y fibrilación auricular . [14] [15]
De Duve nació en el pueblo de Thames Ditton , cerca de Londres , hijo del agente inmobiliario Alphonse de Duve y de su esposa Madeleine Pungs . Sus padres huyeron de Bélgica al estallar la Primera Guerra Mundial. Después de la guerra, en 1920, a los tres años, él y su familia regresaron a Bélgica. Fue un niño precoz, siempre el mejor estudiante ( primus perpetuus , como él recordaba) en la escuela, excepto un año en el que fue declarado "fuera de competencia" para dar la oportunidad a otros estudiantes. [2]
Fue educado por los jesuitas en el Onze-Lieve-Vrouwinstituut de Amberes , antes de estudiar en la Universidad Católica de Lovaina en 1934. [16] Quería especializarse en endocrinología y se unió al laboratorio del fisiólogo belga Joseph P. Bouckaert, cuyo principal interés era una insulina. [17] Durante su último año en la escuela de medicina en 1940, los alemanes invadieron Bélgica. Fue reclutado por el ejército belga y destinado al sur de Francia como oficial médico. Allí, casi inmediatamente fue tomado como prisionero de guerra por los alemanes. Su habilidad para hablar alemán y flamenco con fluidez lo ayudó a burlar a sus captores. Escapó de regreso a Bélgica en una aventura que luego describió como "más cómica que heroica". [10]
Continuó inmediatamente su carrera de medicina y obtuvo su doctorado en 1941 en Lovaina. Después de graduarse, de Duve continuó su investigación primaria sobre la insulina y su papel en el metabolismo de la glucosa . Él (con Earl Sutherland) hizo un descubrimiento inicial de que una preparación comercial de insulina estaba contaminada con otra hormona pancreática , el antagonista de la insulina glucagón . [17] Sin embargo, los suministros de laboratorio en Lovaina escaseaban, por lo que se inscribió en un programa para obtener un título en química en el Instituto del Cáncer. Su investigación sobre la insulina se resumió en un libro de 400 páginas titulado Glucose, Insuline et Diabète ( Glucosa, insulina y diabetes ) publicado en 1945, simultáneamente en Bruselas y París . El libro se condensó en una disertación técnica que le valió el título más avanzado a nivel universitario, Agrégation de l'enseignement supérieur (un equivalente a un doctorado; lo llamó "una especie de doctorado glorificado") en 1945. [10] Su tesis fue seguida por una serie de publicaciones científicas. [18] Posteriormente obtuvo una maestría en química en 1946, para la cual trabajó en la purificación de la penicilina . [19]
Para mejorar sus habilidades en bioquímica, se formó en el laboratorio de Hugo Theorell (que más tarde ganó el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1955) en el Instituto Médico Nobel de Estocolmo durante 18 meses entre 1946 y 1947. En 1947, recibió una ayuda financiera como becario de la Fundación Rockefeller y trabajó durante seis meses con Carl y Gerti Cori en la Universidad de Washington en St. Louis (el esposo y la esposa fueron ganadores conjuntos del Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1947). [20]
En marzo de 1947, De Duve se unió a la facultad de medicina de la Universidad Católica de Lovaina, donde impartió clases de química fisiológica. En 1951 se convirtió en profesor titular. En 1960, Detlev Bronk , el entonces presidente del Instituto Rockefeller (lo que ahora es la Universidad Rockefeller ) de la ciudad de Nueva York, se reunió con él en Bruselas y le ofreció una cátedra y un laboratorio. El rector de Lovaina, temeroso de perder por completo a De Duve, llegó a un acuerdo durante la cena: De Duve seguiría bajo nombramiento a tiempo parcial con un relevo en la enseñanza y la realización de exámenes. El rector y Bronk llegaron a un acuerdo que inicialmente duraría cinco años. La implementación oficial se produjo en 1962, y De Duve dirigió simultáneamente los laboratorios de investigación en Lovaina y en la Universidad Rockefeller, dividiendo su tiempo entre Nueva York y Lovaina. [21]
En 1969, la Universidad Católica de Lovaina se dividió polémicamente en dos universidades separadas según líneas lingüísticas. De Duve eligió unirse al lado francófono, la Université catholique de Louvain . Obtuvo el estatus emérito en la Universidad de Lovaina en 1985 y en la Rockefeller en 1988, aunque continuó realizando investigaciones. Entre otros temas, estudió la distribución de enzimas en células de hígado de rata utilizando centrifugación zonal de velocidad . Su trabajo sobre fraccionamiento celular proporcionó una visión de la función de las estructuras celulares. Se especializó en bioquímica subcelular y biología celular y descubrió nuevos orgánulos celulares . [22] [23] [24] [25 ] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35]
La hormona glucagón fue descubierta por CP Kimball y John R. Murlin en 1923 como una sustancia hiperglucémica (que eleva el nivel de azúcar en sangre) entre los extractos pancreáticos . [36] La importancia biológica del glucagón no se conocía y el nombre en sí fue esencialmente olvidado. Todavía era un misterio en el momento en que De Duve se unió a Bouckaert en la Universidad de Lovaina para trabajar en la insulina. Desde 1921, la insulina fue el primer fármaco hormonal comercial producido originalmente por Eli Lilly and Company , pero sus métodos de extracción introdujeron una impureza que causó una hiperglucemia leve, todo lo contrario de lo esperado o deseado. En mayo de 1944, De Duve se dio cuenta de que la cristalización podía eliminar la impureza. Demostró que el proceso de insulina de Lilly estaba contaminado, mostrando que, cuando se inyectaba en ratas, la insulina de Lilly causaba hiperglucemia inicial y la insulina danesa Novo no. Después de su investigación publicada en 1947, Lilly mejoró sus métodos para eliminar la impureza. [37] Para entonces, de Duve se había unido a Carl Cori y Gerty Cori en la Universidad de Washington en St. Louis, donde trabajó con un colega investigador, Earl Wilbur Sutherland, Jr. , quien más tarde ganó el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1971. [17]
Sutherland había estado trabajando en el rompecabezas de la sustancia impura de la insulina, a la que había llamado factor hiperglucémico-glucogenolítico (HG). Él y de Duve pronto descubrieron que el factor HG era sintetizado no sólo por el páncreas sino también por la mucosa gástrica y algunas otras partes del tracto digestivo. Además, descubrieron que la hormona era producida a partir de islotes pancreáticos por células diferentes de las células beta productoras de insulina ; presumiblemente estas eran células alfa . Fue de Duve quien se dio cuenta de que el factor HG de Sutherland era de hecho el mismo que el glucagón; este redescubrimiento condujo a su nombre permanente, que de Duve reintrodujo en 1951. El trabajo de la pareja demostró que el glucagón era la principal hormona que influye en la descomposición del glucógeno en el hígado -el proceso conocido como glucogenólisis- por el cual se producen más azúcares y se liberan en la sangre. [38]
La hipótesis original de De Duve de que el glucagón era producido por las células alfa pancreáticas se demostró correcta cuando demostró que las células alfa dañadas selectivamente por cobalto dejaban de producir glucagón en cobayos ; [39] finalmente aisló la hormona purificada en 1953, [40] incluso de las aves. [41] [42] [43] [44]
De Duve fue el primero en plantear la hipótesis de que la producción de insulina (que reducía los niveles de azúcar en sangre) estimulaba la absorción de glucosa en el hígado; también propuso que existía un mecanismo para equilibrar la producción de insulina y glucagón con el fin de mantener un nivel normal de azúcar en sangre (véase homeostasis ). Esta idea fue muy discutida en su momento, pero su redescubrimiento del glucagón confirmó sus tesis. En 1953 demostró experimentalmente que el glucagón influía en la producción (y, por tanto, en la absorción) de glucosa. [45] [46]
Christian de Duve y su equipo continuaron estudiando el mecanismo de acción de la insulina en las células del hígado, centrándose en la enzima glucosa 6-fosfatasa , la enzima clave en el metabolismo del azúcar ( glucólisis ) y el objetivo de la insulina. Descubrieron que la G6P era la enzima principal en la regulación de los niveles de azúcar en sangre , [47] [48] pero, no pudieron, incluso después de repetidos experimentos, purificar y aislar la enzima de los extractos celulares. Así que probaron el procedimiento más laborioso de fraccionamiento celular para detectar la actividad enzimática. [49]
Éste fue el momento del descubrimiento fortuito. Para estimar la actividad enzimática exacta, el equipo adoptó un procedimiento que utilizaba una enzima estandarizada, la fosfatasa ácida ; pero descubrieron que la actividad era inesperadamente baja , bastante baja, es decir, alrededor del 10% del valor esperado. Entonces, un día, midieron la actividad enzimática de algunas fracciones celulares purificadas que habían estado almacenadas durante cinco días. Para su sorpresa, la actividad enzimática aumentó de nuevo hasta la de la muestra fresca; y se replicaron resultados similares cada vez que se repitió el procedimiento. Esto condujo a la hipótesis de que algún tipo de barrera restringía el acceso rápido de la enzima a su sustrato , de modo que las enzimas podían difundirse solo después de un período de tiempo. Describieron la barrera como similar a una membrana, una "estructura en forma de saco rodeada por una membrana y que contiene fosfatasa ácida". [50] [51]
Una enzima no relacionada (del procedimiento de fraccionamiento celular) había surgido de fracciones membranosas que se sabía que eran orgánulos celulares. En 1955, de Duve los denominó "lisosomas" para reflejar sus propiedades digestivas. [52] Ese mismo año, Alex B. Novikoff de la Universidad de Vermont visitó el laboratorio de de Duve y, utilizando microscopía electrónica , produjo con éxito la primera evidencia visual del orgánulo lisosómico. Utilizando un método de tinción para la fosfatasa ácida, de Duve y Novikoff confirmaron además la ubicación de las enzimas hidrolíticas ( hidrolasas ácidas ) de los lisosomas. [23] [53]
La serendipia acompañó a De Duve en otro descubrimiento importante. Tras la confirmación de la existencia de lisosomas, el equipo de De Duve se vio preocupado por la presencia (en la fracción de células del hígado de rata) de la enzima urato oxidasa . De Duve pensó que no era un lisosoma porque no es una hidrolasa ácida, típica de las enzimas lisosomales; aun así, tenía una distribución similar a la de la enzima fosfatasa ácida. Además, en 1960 encontró otras enzimas (como la catalasa y la D-aminoácido oxidasa ), que se distribuían de forma similar en la fracción celular, y entonces se pensó que se trataba de enzimas mitocondriales. [54] (W. Bernhard y C. Rouillier habían descrito estos orgánulos extramitocondriales como microcuerpos , y creían que eran precursores de las mitocondrias). [55] De Duve observó que las tres enzimas presentaban propiedades químicas similares y eran similares a las de otras oxidasas productoras de peróxido. [56]
De Duve se mostró escéptico a la hora de referirse a las enzimas recién descubiertas como microcuerpos porque, como señaló, "se sabe muy poco de su complemento enzimático y de su papel en la fisiología de las células hepáticas como para fundamentar una propuesta en la actualidad". [57] Sugirió que estas enzimas pertenecían al mismo orgánulo celular, pero diferente de los orgánulos conocidos previamente. [23] Pero, como todavía faltaban pruebas sólidas, no publicó su hipótesis. En 1955, su equipo demostró fracciones celulares similares con las mismas propiedades bioquímicas del protozoo ciliado Tetrahymena pyriformis ; por lo tanto, se indicó que las partículas eran orgánulos celulares no descritos no relacionados con las mitocondrias. Presentó su descubrimiento en una reunión de la Sociedad Estadounidense de Biología Celular en 1955, [58] y lo publicó formalmente en 1966, creando el nombre de peroxisomas para los orgánulos, ya que están involucrados en las reacciones de peroxidasa. [59] En 1968 logró la primera preparación a gran escala de peroxisomas, confirmando que la l-α hidroxiácido oxidasa , la d-aminoácido oxidasa y la catalasa eran todas enzimas únicas de los peroxisomas. [60] [61]
De Duve y su equipo demostraron que los peroxisomas desempeñan importantes funciones metabólicas, incluida la β-oxidación de ácidos grasos de cadena muy larga por una vía diferente de la de las mitocondrias; y que son miembros de una gran familia de orgánulos relacionados evolutivamente presentes en diversas células, incluidas las plantas y los protozoos, donde llevan a cabo funciones distintas. (Y se les han dado nombres específicos, como glioxisomas y glucosomas ). [17] [62] [63]
El trabajo de De Duve ha contribuido al consenso emergente hacia la aceptación de la teoría endosimbiótica ; la cual propone que los orgánulos en las células eucariotas se originaron como ciertas células procariotas que llegaron a vivir dentro de células eucariotas como endosimbiontes . Según la versión de De Duve, las células eucariotas con sus estructuras y propiedades, incluida su capacidad para capturar alimentos por endocitosis y digerirlos intracelularmente, se desarrollaron primero. Más tarde, las células procariotas se incorporaron para formar más orgánulos. [64]
De Duve propuso que los peroxisomas, que permitieron a las células soportar las crecientes cantidades de oxígeno molecular libre en la atmósfera de la Tierra primitiva, pueden haber sido los primeros endosimbiontes. Debido a que los peroxisomas no tienen ADN propio, esta propuesta tiene mucha menos evidencia que afirmaciones similares para las mitocondrias y los cloroplastos. [65] [66] Sus últimos años se dedicaron principalmente a los estudios sobre el origen de la vida , que admitió que todavía eran un campo especulativo (véase tioéster ). [67] [68]
De Duve fue un escritor prolífico, tanto en obras técnicas como de divulgación. Las obras más destacadas son:
De Duve fue educado como católico romano . En sus últimos años tendió hacia el agnosticismo , si no hacia el ateísmo estricto . [69] [70] Sin embargo, de Duve creía que "la mayoría de los biólogos, hoy en día, tienden a ver la vida y la mente como imperativos cósmicos, escritos en la estructura misma del universo, en lugar de como productos extraordinariamente improbables del azar". [71] "Sería una exageración decir que no tengo miedo a la muerte", dijo explícitamente al periódico belga Le Soir apenas un mes antes de su muerte, "pero no tengo miedo de lo que viene después, porque no soy creyente". [72] [73]
Apoyó firmemente la evolución biológica como un hecho y desestimó la ciencia de la creación y el diseño inteligente , como se afirma explícitamente en su último libro, Genética del pecado original: el impacto de la selección natural en el futuro de la humanidad . Fue uno de los setenta y ocho premios Nobel de ciencia que apoyaron el esfuerzo por derogar la Ley de Educación Científica de Luisiana de 2008. [74]
Su familia (von Duve) procedía de Hannover y se instaló en Bélgica tras la batalla de Waterloo .
De Duve se casó con Janine Herman el 30 de septiembre de 1943. Juntos tuvieron dos hijos, uno de los cuales es el conocido profesor de arte Thierry de Duve , y dos hijas.
Janine murió en 2008, a los 86 años. [19]
De Duve murió el 4 de mayo de 2013, en su casa de Nethen, Bélgica, a los 95 años. Decidió poner fin a su vida mediante una eutanasia legal , realizada por dos médicos y en presencia de sus cuatro hijos. Llevaba mucho tiempo sufriendo cáncer y fibrilación auricular , y sus problemas de salud se vieron agravados por una reciente caída en su casa. [75] [14] [15] [76]
De Duve fue incinerado según su voluntad y sus cenizas fueron distribuidas entre familiares y amigos.
De Duve ganó el Premio Francqui de Ciencias Biológicas y Médicas en 1960, [77] y el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1974. El Rey Balduino de Bélgica lo honró con el título de vizconde en 1989. [19] Recibió el Premio Internacional de la Fundación Gairdner en 1967, [78] y el Premio Dr. HP Heineken de Bioquímica y Biofísica en 1973 de la Real Academia de Artes y Ciencias de los Países Bajos . [79]
Fue elegido miembro extranjero asociado de la Academia Nacional de Ciencias (Estados Unidos) en 1975. [80] Ganó la Medalla Harden de la Sociedad Bioquímica de Gran Bretaña en 1978; el Premio Theobald Smith del Albany Medical College en 1981; el Premio Jiménez Díaz en 1985; el Premio Innovadores de Bioquímica del Medical College of Virginia en 1986; y la Medalla EB Wilson en 1989. [81] [82]
También fue miembro de las Reales Academias de Medicina y de la Real Academia de Ciencias, Artes y Literatura de Bélgica; de la Academia Pontificia de Ciencias del Vaticano; de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias ; de la Academia Nacional de Medicina de Francia; de la Academia de Ciencias de París ; de la Deutsche Akademie der Naturforscher Leopoldina ; de la Sociedad Filosófica Estadounidense . Fue elegido Miembro Extranjero de la Royal Society (ForMemRS) en 1988. [ 1] Además, recibió doctorados honorarios de dieciocho universidades de todo el mundo. [20]
En 1974, De Duve fundó un instituto de investigación biomédica multidisciplinario en la Universidad Católica de Lovaina, cuyo nombre original era Instituto Internacional de Patología Celular y Molecular (ICP). [83] Siguió siendo su presidente hasta 1991. En 1997, cuando cumplió 80 años, el instituto pasó a llamarse Instituto Christian de Duve de Patología Celular. En 2005, su nombre se redujo a Instituto de Duve. [84]
De Duve fue uno de los miembros fundadores de la Sociedad Belga de Bioquímica y Biología Molecular , establecida el 15 de septiembre de 1951. [85]
De Duve es recordado como un inventor de terminología científica importante. Acuñó la palabra lisosoma en 1955, peroxisoma en 1966, y autofagia , endocitosis y exocitosis en una ocasión en el Simposio sobre lisosomas de la Fundación Ciba celebrado en Londres entre el 12 y el 14 de febrero de 1963, cuando "estaba en un estado de ánimo para acuñar palabras". [23] [86]
La vida de De Duve, incluido su trabajo que le valió un Premio Nobel, y su pasión por la biología son el tema de un documental titulado Portrait of a Nobel Prize: Christian de Duve (Retrato de un Premio Nobel: Christian de Duve) , dirigido por Aurélie Wijnants. Se emitió por primera vez en Eurochannel en 2012. [87]
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