Maurice Burg, M.D.

El Dr. Burg es un fisiólogo renal que ha hecho contribuciones seminales y significativas al campo en dos áreas principales. En primer lugar, inventó un método para disecar túbulos renales viables y perfundirlos in vitro, midiendo el transporte de sustancias entre el lumen del túbulo y la parte peritubular. Con este método, él y otros han determinado lo que transporta cada uno de los diferentes segmentos de la nefrona, cómo se transporta y cómo se regula el transporte. Esta información ha sido fundamental para nuestra comprensión actual del funcionamiento del riñón en la salud y la enfermedad. En segundo lugar, su laboratorio investiga actualmente los mecanismos por los que las células renales se protegen de las elevadísimas concentraciones intersticiales medulares de sal y urea que potencian la concentración de la orina.

El grupo del Dr. Burg ha identificado varios osmolitos orgánicos protectores (sorbitol, glicina betaína, glicerofosfocolina (GPC) y mio-inositol) que las células renales acumulan durante la antidiuresis y han dilucidado los mecanismos por los que se acumulan. Por ejemplo, el NaCl elevado aumenta la síntesis de sorbitol y GPC mediante el aumento de los niveles de aldosa reductasa y neuropatía objetivo esterasa (NTE, una fosfolipasa B), respectivamente; el NaCl elevado también aumenta el transporte de glicina betaína y mio-inositol en las células mediante el aumento de la abundancia de sus transportadores. El grupo del Dr. Burg también ha identificado elementos de respuesta osmótica (ORE) en los genes de la aldosa reductasa y la NTE, así como en los genes transportadores de osmolitos. Actualmente están estudiando el papel del factor de transcripción NFAT5 en este proceso. La sal elevada aumenta la fosforilación de NFAT5, que a su vez estimula su localización en el núcleo, su unión a los ORE y su actividad transactivadora. El laboratorio del Dr. Burg ha identificado los aminoácidos de NFAT5 que se fosforilan, así como las proteínas quinasas, fosfatasas y otras proteínas implicadas. A partir de ahí, su grupo está dilucidando la regulación osmótica de NFAT5 a nivel de sistemas, explorando cómo interactúan todas las enzimas fosforilantes y los factores reguladores. Recientemente, el grupo del Dr. Burg ha descubierto un mecanismo adicional que contribuye al aumento de la GPC inducido por la sal y la urea, a saber, la inhibición de la fosfodiesterasa GDPD5; actualmente están empleando herramientas proteómicas para identificar las modificaciones postraduccionales implicadas y las enzimas responsables.

El laboratorio también ha estado investigando el daño que se produce en las células renales cuando el NaCl y la urea son elevados. Si el NaCl o la urea son demasiado elevados, las células mueren por apoptosis; sin embargo, a niveles más bajos, estos agentes siguen aumentando las especies reactivas de oxígeno (ROS), dañan el ADN e impiden su reparación. Curiosamente, el aumento de las ERO y la actividad de la proteína de respuesta al daño del ADN, ATM, contribuyen a la activación de NFAT5 inducida por el NaCl. El elevado daño al ADN inducido por el NaCl es un fenómeno general que no sólo ocurre en las medulas renales, sino también en invertebrados marinos y en C. elegans. No está claro cómo las células mantienen la transcripción y la replicación en presencia de un aumento de las roturas del ADN. El grupo del Dr. Burg ha estudiado este fenómeno para descubrir los mecanismos por los que las células renales escapan a las peligrosas consecuencias conocidas del daño persistente del ADN. A este respecto, descubrieron mediante la secuenciación profunda del ADN que las roturas de doble cadena del ADN inducidas por el NaCl se producen predominantemente en regiones del genoma desprovistas de genes («desiertos de genes»).

Estos descubrimientos no sólo son significativos para entender la función renal, sino que los principios que surgen del grupo del Dr. Burg también abordan el problema básico de cómo las células de todos los organismos sobreviven al estrés osmótico causado por la deshidratación y por las altas concentraciones de sal y urea.