Christian de Duve, cuyo laboratorio en Lovaina descubrió lisosomas en 1955 y definió peroxisomas en 1965, murió en su casa en Nethen, Bélgica, a la edad de 95 años, el 4 de mayo de 2013. De Duve fue el último de un grupo de eminentes químicos fisiológicos que, en las décadas de 1940 y 1950, comenzaron a explorar la organización subcelular de las vías bioquímicas y, por lo tanto, forjaron el surgimiento de la Biología Celular Moderna. Christian De Duve, Albert Claude y George Palade recibieron el Premio Nobel en 1974 » por sus descubrimientos sobre la organización estructural y funcional de la célula.»
Christian de Duve.
De Duve nació el 2 de octubre de 1917 en Thames Ditton, Reino Unido, una ciudad no lejos de Londres donde su familia había buscado refugio durante la Primera Guerra Mundial.Después de una educación clásica en una escuela jesuita en Amberes, De Duve ingresó en la Escuela de Medicina de la Universidad Católica de Lovaina en 1934, sin intención de convertirse en científico. Atribuyó un aprendizaje estudiantil a Joseph Bouckaert, quien dirigió el laboratorio de fisiología, por despertar su interés en la investigación básica. Una de las principales preocupaciones de la investigación de Bouckaert fue el mecanismo de acción de la insulina. De Duve participó en experimentos en los que se administró una preparación bastante cruda de la hormona a animales hepatectomizados, lo que le llevó a adoptar la idea de que la insulina actuaba principalmente en el hígado, y durante muchos años investigó con intensidad la validez de esta noción.
De Duve estaba en su último año de escuela de medicina cuando los alemanes invadieron Bélgica en 1940. Su participación en la guerra fue menor, ya que fue reclutado como médico, y pronto pudo regresar a Lovaina para terminar la escuela de medicina. Sin embargo, en ese momento, el compromiso de de Duve con la investigación era demasiado fuerte para seguir una carrera en medicina. Después de completar una tesis de maestría en química en Lovaina en 1946, de Duve pasó más de un año como becario postdoctoral en Estocolmo con Hugo Theorell, un pionero en el estudio de las enzimas oxidantes que recibió el Premio Nobel en 1955. El laboratorio de Theorell proporcionó un lugar ideal para que de Duve aprendiera las herramientas más avanzadas de enzimología, que fueron fundamentales para su trabajo posterior. Su estancia en Suecia fue seguida por una visita al laboratorio de Carl y Gerty Cori en St.Louis, la Meca de la investigación de carbohidratos en ese momento, donde trabajó durante unos meses con Earl Sutherland, con quien identificó el glucagón como un contaminante de las preparaciones de insulina ampliamente utilizadas en esos días. El glucagón fue a menudo referido como el » factor glucogenolítico hiperglucémico «y de Duve más tarde se refirió orgullosamente a este trabajo como su «redescubrimiento del glucagón». El trabajo posterior de Sutherland sobre el control hormonal de la glucogenólisis lo llevó al descubrimiento de cAMP, por el que recibió el Premio Nobel en 1971.
En 1948, de Duve regresó a Lovaina, donde tenía la intención de seguir su interés en el metabolismo de los carbohidratos y la acción de la insulina. Con un grupo de jóvenes colaboradores recién reunidos, de Duve decidió caracterizar la hexosa fosfatasa, que, tras la acción de la fosforilasa sobre el glucógeno, era responsable de la propiedad única del hígado para liberar glucosa en la sangre. Los investigadores identificaron una fosfatasa hepática específica para la glucosa-6-fosfato y concluyeron correctamente que era responsable de ese efecto. Sus intentos posteriores de purificar esa enzima los pusieron en el camino hacia el descubrimiento de lisosomas.
De Duve y su grupo observaron que un pH ácido causaba una precipitación irreversible de la glucosa-6-fosfatasa, lo que llevó a de Duve a inferir que la enzima podría estar asociada con membranas citoplasmáticas aglutinadas. Por lo tanto, el grupo decidió seguir la distribución de la enzima en las diversas fracciones celulares que se podían obtener de los homogeneizados hepáticos mediante un procedimiento desarrollado por Claude, que utilizó condiciones de homogeneización leves y fue diseñado para preservar la integridad de los orgánulos subcelulares.
Fue muy afortunado que en el curso de estos experimentos, además de seguir la distribución de glucosa-6-fosfatasa, que se encontró principalmente en la pequeña fracción de gránulos llamada «microsomas» por el grupo de Claude—de Duve, también siguió, como control, la distribución y actividad en las fracciones subcelulares de la fosfatasa ácida, una enzima con un pH óptimo de 5 y una especificidad de sustrato muy amplia, que se encuentra en casi todos los tejidos. Debido a que esta enzima era soluble cuando los homogeneizados se preparaban en una licuadora de calentamiento, los investigadores esperaban encontrarla en el sobrenadante final obtenido por el procedimiento de Claude. Sin embargo, se encontró que la actividad estaba presente en diversos grados en todas las fracciones y, en particular, en la gran fracción de gránulos conocida por contener las mitocondrias. Este hallazgo fue desconcertante, al igual que el hecho de que la suma de las actividades en todas las fracciones era mucho mayor que la actividad en todo el homogeneizado, cuya actividad era mucho menor que cuando se usó la licuadora Waring para la homogeneización. Estas intrigantes observaciones se obtuvieron en diciembre de 1949, justo antes de un fin de semana, y podrían haber desalentado al grupo de de Duve de realizar más estudios sobre la fosfatasa ácida, una enzima que, después de todo, no era de gran interés para ellos y había sido elegida como control. Parece fortuito que, sin embargo, decidieran almacenar las muestras en el refrigerador y volver a depositarlas más tarde. Los resultados obtenidos cinco días después llevaron a los investigadores a un nuevo camino que los llevó a su descubrimiento, primero del lisosoma y luego del peroxisoma.
De Duve y su grupo encontraron que, con la excepción de la actividad en el sobrenadante final, las actividades de la fosfatasa ácida habían aumentado proporcionalmente en todas las fracciones, así como en el homogeneizado no procesado, cuya actividad correspondía ahora a la suma de las actividades en todas las fracciones. Pronto mostraron que el efecto del «envejecimiento» de las fracciones en el refrigerador se podía recrear mediante tratamientos que interrumpían las membranas, como la homogeneización de la licuadora o los ciclos repetidos de congelación y descongelación. Sobre esta base, de Duve concluyó perspicazmente que la «enzima latente» estaba secuestrada dentro de los «sacos de membrana» que la hacían inaccesible a los sustratos.
Los estudios sobre la fosfatasa ácida llevaron al grupo de de Duve a desarrollar un procedimiento que separaba de la fracción rica en mitocondrias una «fracción mitocondrial ligera» o fracción L, que contenía la mayor parte de la fosfatasa ácida pero muy poca actividad de la citocromo oxidasa. Lo que el laboratorio de de Duve, de hecho, logró fue la purificación de un nuevo orgánulo únicamente sobre la base de procedimientos bioquímicos analíticos, guiados por mediciones de actividades enzimáticas específicas, que ahora se consideran «enzimas marcadoras».»El hallazgo de que otras cuatro hidrolasas ácidas-β-glucuronidasa, catepsina D, ribonucleasa y DNasa-mostraron latencia y también se enriquecieron en la fracción L llevó a de Duve a formular el concepto de «lisosoma» : es decir, un orgánulo delimitado por membrana que contiene hidrolasas ácidas con diversas especificidades y cuya función principal es la digestión intracelular de macromoléculas. Más tarde, a medida que se avanzaba en elucidar la amplia función de los lisosomas, De Duve también acuñó los términos «endocitosis», «fagocitosis» y «autofagia» para designar vías que traen sustratos para la digestión en los lisosomas y, hoy en día, son campos activos de investigación en biología celular.
Sorprendentemente, de Duve llegó al concepto de lisosoma sin recurrir a ningún examen microscópico de sus muestras. De hecho, no había microscopio en su laboratorio y tituló su conferencia Nobel » Explorando células con una centrífuga. El lisosoma obtuvo una identidad morfológica en 1955 como resultado de una breve colaboración con Alex Novikoff, un científico visitante de la Facultad de Medicina Albert Einstein en Nueva York, que tenía experiencia en microscopía electrónica. Las micrografías de Novikoff mostraron que la fracción «mitocondrial ligera» contenía «cuerpos densos» delimitados por membrana similares a los presentes en la región peri-canalicular de los hepatocitos.
El descubrimiento del lisosoma inauguró una nueva era en la fisiología y fisiopatología celular, a la que siguió la identificación, primero en Lovaina y luego en todo el mundo, de más de 40 enfermedades de almacenamiento lisosomal resultantes de mutaciones en genes para hidrolasas específicas.
El primer indicio de que, además de los lisosomas, la fracción mitocondrial ligera también albergaba un orgánulo aún desconocido, fue el hallazgo de que la urato oxidasa, una enzima que no es una hidrolasa ácida y no muestra latencia, tenía una distribución similar en fracciones subcelulares como la fosfatasa ácida. En 1960, de Duve había encontrado que esto también era cierto para la catalasa y para la d-aminoácido oxidasa, que entonces se pensaba que eran enzimas mitocondriales. Más tarde extendió estos hallazgos a varias otras oxidasas productoras de peróxido con un comportamiento de sedimentación similar a la catalasa, una enzima que descompone su producto. De Duve tuvo la idea de que existía un vínculo funcional entre estas enzimas, que fue posible gracias a su inclusión en la misma partícula. Así, el concepto de peroxisoma estaba naciendo, pero no iba a ser presentado públicamente hasta varios años después, después de que de Duve comenzara a dividir su tiempo entre Lovaina y Nueva York.
En 1962 de Duve aceptó una atractiva oferta para crear y dirigir un laboratorio en el Instituto Rockefeller en Nueva York, mientras mantenía su laboratorio en Lovaina. Pudo transferir a su nuevo laboratorio las diversas tecnologías desarrolladas en Lovaina organizando visitas regulares de sus principales asociados belgas a Nueva York. En ambos laboratorios, de Duve continuó la caracterización de las partículas que contienen oxidasa recientemente descubiertas identificadas por primera vez en el hígado de rata. Tres años más tarde, solo después de que se encontraron partículas con un comportamiento de sedimentación y propiedades bioquímicas similares en el riñón de rata y en el protozoo ciliado Tetrahymena pyriformis, anunció, en una reunión de la Sociedad Americana de Biología Celular, que había descubierto un nuevo orgánulo, para lo cual propuso el nombre de «peroxisoma».»
De nuevo en este caso, la microscopía electrónica mostró que, morfológicamente, el nuevo orgánulo correspondía a partículas delimitadas por membrana de función desconocida que habían sido reconocidas por los microscopistas para estar presentes en casi todos los tejidos y habían sido designadas «microcuerpos».»
Estudios posteriores de muchos laboratorios, incluidos los de de Duve’s y sus antiguos asociados y estudiantes, mostraron que los peroxisomas, descubiertos por primera vez en tejidos de mamíferos, donde desempeñan funciones metabólicas importantes, incluida la β-oxidación de ácidos grasos de cadena muy larga por una vía diferente a la de las mitocondrias, son miembros de una gran familia de orgánulos relacionados evolutivamente presentes en muchos tipos y organismos celulares eucariotas diferentes, incluidas plantas y protozoos, donde realizan funciones distintas y se les han dado nombres específicos, como glioxisomas y glucosomas. Así, con su descubrimiento de los peroxisomas, de Duve una vez más sentó las bases para el crecimiento de un nuevo capítulo en el floreciente campo de la Biología Celular.
En 1974, poco después de recibir el Premio Nobel, de Duve, inspirado por su experiencia en el Instituto Rockefeller, defendió la creación en Bruselas de un nuevo «Instituto Internacional de Patología Celular y Molecular» multidisciplinario, con una misión traslacional, que dirigió originalmente y en su 80 cumpleaños pasó a llamarse «Instituto de Duve».»
De Duve dejó una huella importante en las ciencias biológicas a través del trabajo que llevó a cabo a ambos lados del Atlántico y a través de los muchos científicos que se entrenaron con él. Era una persona muy culta que hablaba cuatro idiomas con fluidez y escribía prosa elegante en al menos dos de ellos. Los intereses de De Duve se extendieron mucho más allá de las áreas de sus contribuciones científicas, en los ámbitos de la filosofía, la teoría del conocimiento, el origen de la vida y la evolución de la célula eucariota. Publicó extensamente sus pensamientos sobre cuestiones de casi todos estos campos, en artículos lúcidos y en libros. De Duve también escribió muchos relatos históricos interesantes de los principales descubrimientos científicos realizados en sus laboratorios y en todos ellos tuvo gran cuidado de dar crédito a sus asociados más jóvenes y señalar sus contribuciones específicas.
Christian de Duve fue un colega cálido y un conversador fascinante. Aquellos de nosotros que tuvimos la suerte de conocerlo personalmente lo extrañaremos mucho.