El proteosoma que nos defiende

Jorge Laborda explica que cuando los biólogos celulares piensan en el proteasoma, suelen imaginarse una máquina de reciclaje: una estructura molecular que reconoce proteínas marcadas para degradación, las desenrolla y las trocea en fragmentos pequeños, llamados péptidos. Hasta aquí, bien. Pero en inmunología, el proteasoma tiene además un papel “con nombre y apellidos”: generar péptidos que, tras ser transportados al sistema vesicular de la célula mediante los transportadores TAP y cargados en las proteínas de MHC de clase I, se exhiben en la superficie celular como un escaparate. Ese escaparate permite a los linfocitos T citotóxicos comprobar si la célula está sana o si, por ejemplo, ha sido secuestrada por un virus y está fabricando proteínas extrañas. En otras palabras, el proteasoma no solo recicla: también ayuda a construir el “carné de identidad” molecular de la célula.

Por otro lado, en el mundo de los péptidos también encontramos a los péptidos antimicrobianos (AMPs), como las defensinas: moléculas cortas (a menudo de 10–50 aminoácidos), con frecuencia catiónicas (de carga positiva) e hidrofóbicas (que repelen al agua), capaces de dañar a las membranas microbianas, lo que frena o mata a las bacterias. Muchos AMPs se producen como precursores inactivos y requieren procesamientos enzimáticos para activarse. Y aquí aparece la pregunta lógica que siempre fascina: si algunos AMPs pueden perforar membranas, ¿por qué no nos perforan a nosotros? Una parte de la respuesta está en la química de membranas: bacterias y células eucariotas no presentan la misma “firma” electrostática y estructural en sus membranas, y esa diferencia guía la selectividad. (Si quieres una explicación con metáforas y “momento ajá”, escucha/lee el episodio de Quilo de Ciencia sobre defensinas: https://cienciaes.com/quilociencia/2024/01/21/defensinas/).

Y ahora viene el descubrimiento inesperado: un artículo publicado en Nature (marzo de 2025) propone que estas dos historias —proteasoma y AMPs— no están separadas. Los autores muestran que la degradación proteasómica de proteínas “normales” puede generar una fracción de péptidos con propiedades antimicrobianas, a los que llaman proteasome-derived defence peptides (PDDPs): “péptidos de defensa derivados del proteasoma”. Según el trabajo, serían un mecanismo celular y autónomo de defensa, especialmente útil frente a bacterias intracelulares.

¿Cómo lo demuestran? En células infectadas con bacterias (por ejemplo, con Salmonella), analizan el conjunto de péptidos pequeños secretados al medio y comprueban que ese medio puede frenar el crecimiento bacteriano. Lo decisivo es que, si inhiben el proteasoma, se pierde parte de ese efecto; y si tratan el medio con proteinasa K, un enzima de hongos muy potente que degrada a los péptidos, el efecto desaparece, lo que indica que la actividad depende con seguridad de un componente peptídico.

Para identificar candidatos concretos emplean una estrategia de espectrometría de masas (MAPP) diseñada para capturar “instantáneas” de productos de degradación asociados al proteasoma. Con esa lista en mano, puntúan péptidos con rasgos típicos de AMPs y seleccionan un subconjunto para síntesis y ensayo. Varios de esos péptidos muestran actividad antimicrobiana frente a distintas bacterias y, además, evidencian daño de membrana bacteriana en ensayos funcionales.

El trabajo añade otra capa: la infección no solo “dispara” defensas clásicas; también cambia el proteasoma. Durante infección bacteriana, los proteasomas aislados muestran un desplazamiento hacia mayor actividad “tryptic-like” y menor actividad “chymotryptic-like”, favoreciendo péptidos con terminaciones catiónicas (de carga positiva). Ese cambio se asocia al reclutamiento de PSME3, y su disminución empeora el control de la infección y reduce la capacidad antimicrobiana del medio condicionado. Los autores proponen llamar a todo esto “proteolysis-driven immunity”, una inmunidad impulsada por proteólisis que conectaría de forma elegante lo innato y lo adaptativo.

Preguntas abiertas (y muy jugosas)

El propio artículo deja el terreno preparado para varias preguntas, aunque no las formula específicamente: ¿cómo evita la célula que estos PDDPs ataquen estructuras propias?, ¿se secretan para ayudar a células vecinas?, ¿cuántos PDDPs funcionales se generan por célula?, ¿podría la evolución haber favorecido proteínas cuya degradación “libere” fragmentos defensivos?, ¿qué rutas de tráfico y control regulan esta munición molecular? 

Si algo deja claro este hallazgo es que, en biología, incluso las máquinas más estudiadas pueden esconder una segunda vida: el proteasoma no solo destruye y etiqueta… quizá también es un arma.

Cuando el bochorno termina en tormenta.

Por su parte, Angel Rodríguez Lozano nos invita a pensar en los días más duros del verano, días en los que nos envuelve un bochorno sofocante, con un aire espeso, húmedo y difícil de respirar. El cuerpo, incapaz de refrigerarse con el sudor, empieza a acusar el esfuerzo.

Con frecuencia, en días así, ocurre algo llamativo: el cielo, limpio de nubes por la mañana, estalla por la tarde en tormentas intensas, con lluvias torrenciales, granizo o rachas de viento muy fuertes. ¿Es una simple coincidencia? Un reciente artículo científico, titulado Atmospheric stability sets maximum moist heat and convection in the midlatitudes, publicado en Science Advances por Funing Li y Talia Tamarin-Brodsky, demuestra que ambos fenómenos —el calor húmedo extremo y las tormentas severas— forman parte del mismo proceso físico.

Su principal aportación es cambiar la forma en que entendemos los límites del calor extremo en regiones como Europa, Estados Unidos o China, donde tradicionalmente se pensaba que la atmósfera estaba casi siempre en equilibrio. Los datos muestran que no es así.

Para entender el problema hay que empezar por distinguir entre “mucho calor” y “calor peligroso”. El cuerpo humano se enfría sobre todo mediante el sudor, pero este mecanismo solo funciona si el sudor puede evaporarse. Cuando el aire está cargado de humedad, esa evaporación se frena y el organismo pierde su principal sistema de refrigeración. Por eso los científicos utilizan la temperatura de bulbo húmedo, una variable que combina temperatura y humedad y refleja mucho mejor el estrés térmico real que los grados del termómetro.

El artículo muestra que en las latitudes medias continentales se alcanzan valores extremos de calor húmedo que han sido infravalorados durante años. Y lo más importante: esos máximos no aparecen aislados, sino que suelen coincidir con episodios de tormentas muy intensas.

La clave del mecanismo está en un concepto poco conocido fuera de la meteorología: la inhibición convectiva. En muchas situaciones de verano, especialmente bajo la influencia de un anticiclón, el aire desciende lentamente desde capas medias y altas de la atmósfera. Al hacerlo, se comprime y se calienta, formando una capa de aire cálido en altura que actúa como una tapa invisible.

Debajo de esa tapa queda atrapado aire muy caliente y húmedo cerca del suelo. Aunque hay energía de sobra para formar tormentas, la atmósfera permanece en calma. El calor se acumula, el bochorno aumenta y también lo hace la energía disponible para tormentas. La atmósfera se comporta, literalmente, como una olla a presión.

El momento crítico: cuando la tapa desaparece

Llega un punto en que la situación cambia. Cuando la energía acumulada supera la barrera, la inhibición convectiva se elimina casi de golpe. Entonces ocurre todo a la vez: el aire caliente y húmedo asciende violentamente, se forman grandes nubes de tormenta que crecen hasta alcanzar la tropopausa —el techo de la atmósfera donde deja de disminuir la temperatura con la altura— y la energía acumulada se libera en forma de lluvias intensas, granizo, rayos o reventones.

El estudio demuestra que el máximo anual de calor húmedo suele coincidir con uno de los máximos anuales de intensidad tormentosa. No porque el calor “cause” directamente la tormenta, sino porque ambos son el resultado del mismo proceso de acumulación y liberación de energía.

Uno de los hallazgos más importantes del trabajo es que el calor húmedo máximo no está limitado por la atmósfera media, como asumían teorías anteriores, sino por la fuerza de la inversión térmica en capas bajas. Esa capa cálida en altura marca hasta dónde puede llegar el calor cerca del suelo antes de que la convección se dispare.

Analizando más de 40 años de datos atmosféricos, los autores muestran que este límite funciona sorprendentemente bien: los valores observados de calor extremo casi nunca lo superan. Cuando se alcanza, la atmósfera responde con tormentas.

En un mundo más cálido, el aire puede contener más vapor de agua, lo que favorece valores cada vez más altos de calor húmedo. Si además se mantienen situaciones anticiclónicas persistentes, la atmósfera puede acumular más energía que nunca antes de liberarla. Esto implica riesgos dobles: mayor estrés térmico para las personas y tormentas potencialmente más violentas cuando la situación se rompe.

Si te interesa entender con más detalle cómo encaja todo esto —calor húmedo, inversiones térmicas y tormentas extremas—, os invitamos a escuchar las explicaciones de Ángel Rodríguez Lozano en este nuevo capítulo de Ciencia Fresca.

Referencia:
Funning Li and Talia Tamarin-Brodsky. Atmospheric stability sets maximum moist heat and convection in the midlatitudes. SCIENCE ADVANCES. 1 Jan 2026 Vol 12, Issue 1 DOI: 10.1126/sciadv.aea8453

¿Por qué flotan las nubes?