Ishmail Abdus-Saboor ha estado fascinado por la variedad del mundo natural desde que era un niño que crecía en Filadelfia. Los paseos por la naturaleza que realizaba bajo la tutela de su maestro de tercer grado, el Sr. Moore, lo fascinaban. "Pudimos interactuar y relacionarnos con la vida silvestre y ver animales en su entorno nativo", recordó. Abdus-Saboor también trajo una colección de criaturas (gatos, perros, lagartos, serpientes y tortugas) a su casa de tres pisos, y ahorró su mesada para comprar una revista que le enseñó sobre las tortugas. Cuando los adultos le preguntaron qué quería ser cuando fuera mayor, “dije que quería ser científico”, dijo. “Siempre me sorprendía”.

Abdus-Saboor no se desvió de ese objetivo. Hoy es un profesor asociado de ciencias biológicas en el Mortimer B. Zuckerman Mind Brain Behavior Institute de la Universidad de Columbia, donde estudia cómo determina el cerebro si un toque en la piel es doloroso o placentero. "Aunque esta pregunta es fundamental para la experiencia humana, sigue siendo desconcertante explicarla con detalles moleculares satisfactorios", dijo. Debido a que la piel es nuestro órgano sensorial más grande y un conducto importante hacia nuestro entorno, puede contener pistas para tratar afecciones que van desde el dolor crónico hasta la depresión.

Para encontrar esas pistas, Abdus-Saboor explora el sistema nervioso en cada unión a lo largo del eje piel-cerebro. No se centra únicamente en la piel ni se centra únicamente en el cerebro como hacen muchos otros. "Fusionamos estos dos mundos", dijo. Ese enfoque, añadió, requiere dominar dos conjuntos de técnicas, leer dos conjuntos de literatura y asistir a dos conjuntos de reuniones científicas. "Nos da una ventaja única", dijo. Ha llevado a una papel de referencia publicado el año pasado en Celular que dispuso todo el circuito neuronal para un contacto placentero.

Abdus-Saboor también ha sido pionero en una nueva medida cuantitativa del dolor en ratones, una herramienta que él y su equipo adaptaron para reunir evidencia de la herencia transgeneracional de la adicción a los opioides. Sus resultados en roedores insinúan que el uso excesivo de opioides por parte de los padres puede alterar la expresión genética de manera que ponga a los niños en riesgo de padecer lo mismo.

Abdus-Saboor, que recibió numerosos premios por sus logros, fue incluido en la promoción inaugural del Instituto Médico Howard Hughes. Estudiosos de Freeman Hrabowski el pasado mayo. El premio proporciona hasta 8.6 millones de dólares durante una década a investigadores emergentes que inician su carrera cuyos laboratorios fomentan la diversidad y la inclusión.

¿Cuánto habló con Abdus-Saboor sobre su inclinación por empezar de nuevo en la ciencia, su momento eureka del pez cebra y sus esperanzas de una colonia de ratas topo desnuda recién importada. Las entrevistas han sido condensadas y editadas para mayor claridad.

Cuando eras niño, ¿tus padres apoyaron tu interés por la ciencia?

Ciertamente lo hicieron. Empezaba a recibir animales como regalo de cumpleaños porque veían lo fascinada que estaba con ellos. Avance rápido hasta la escuela secundaria. En noveno grado, mis padres me permitieron ocupar el tercer piso de nuestra casa para el proyecto de feria de ciencias de un año de duración que estaba haciendo para obtener honores en biología. Tenía cientos de cangrejos por todos lados. Mis padres no son científicos, pero me apoyaron mucho en mis escapadas y aventuras en el ámbito científico.

¿Qué hacen tus padres?

Mi madre es directora financiera de una empresa de contabilidad. Mi papá era actuario antes de jubilarse. Así que es posible que haya heredado una inclinación matemática. Para aproximarnos al dolor de un animal, realizamos modelos estadísticos para condensar sus características de comportamiento en una única escala fácil de leer. Mi papá ha asistido a algunas de mis charlas y, aunque la biología a menudo se le pasa por alto, se entusiasma mucho con la parte matemática de mi trabajo.

¿Cómo influyó la universidad en tu carrera?

Asistí a una universidad históricamente negra, Carolina del Norte A&T. Vengo de un linaje de personas que asistieron a este tipo de universidades. Mis padres asistieron a la Universidad de Howard. Mi tía también. Un tío asistió a la Universidad Estatal de Virginia, mi abuelo Lincoln. No sé si tuve otra opción que asistir a una de estas universidades.

Aun así, creo que fue una decisión acertada. Aumentó mi confianza en mí mismo ver que a personas que se parecían a mí les iba realmente bien. Y la cultura de la universidad es enriquecedora, no competitiva. Los miembros de la facultad se preocupan por ti. Los estudiantes trabajan juntos y quieren verse exitosos.

¿Investigaste en la universidad?

Sí. Sabía que la experiencia en investigación era importante, así que durante mi primer mes en el campus, fui de puerta en puerta preguntando a los profesores sobre oportunidades de investigación. Me contrataron para trabajar en una granja de cerdos. Es curioso porque no como carne de cerdo, pero estaba estudiando si un cambio en la dieta de los cerdos alteraba el sabor de su carne.

En ese momento, estaba coqueteando con la idea de convertirme en veterinario. Entonces, en mi segundo año, trabajé en hospitales veterinarios, esterilizando, castrando y limpiando animales. Fue entonces cuando me di cuenta de que la emoción que sentía cuando era niño con la ciencia no estaba ahí. No estaba enamorado de ese trabajo.

Pero entre el tercer y el último año, trabajaba en un laboratorio de biología molecular en la Universidad de Pensilvania y se encendió una bombilla. Pensé: "Vaya, a la gente le pagan por pensar en grandes ideas y tratar de encontrar soluciones a problemas importantes para la salud humana". Recuerdo haberles dicho a mis padres: “Esto es todo. Quiero obtener un doctorado. en biología molecular”.

¿Qué te llevó a estudiar el placer y el dolor?

Fue un camino un poco sinuoso. Obtuve mi doctorado. en la Universidad de Pensilvania estudiando una vía molecular en lombrices intestinales que está involucrada en el desarrollo celular. Los genes de las proteínas de esta vía están mutados en al menos el 30% de los cánceres humanos. Mi trabajo demostró cómo estas vías controlan el tipo y la forma básicos de una célula. Fui el primero en ese laboratorio en estudiar esa vía, así que tuve que crear muchas herramientas desde cero. Ese ha sido un tema a lo largo de mi carrera: me gusta trazar nuevos rumbos.

Y el siguiente curso que trazaste te llevó a la neurociencia. ¿Por qué?

La neurociencia parecía estar en su época dorada. Personas de diversas disciplinas se estaban reuniendo para estudiar el cerebro, pero parecía que todavía había más preguntas que respuestas, por lo que había espacio para que yo tuviera un impacto. Pasé a la neurociencia sensorial en parte debido a su simplicidad lógica: los receptores en la piel se activan y luego, de alguna manera, se obtiene la percepción en el cerebro después de una serie de retransmisiones. De los sistemas sensoriales, el tacto es el menos estudiado. Algunas de las grandes preguntas siguen abiertas.

¿Cómo compensaste tu falta de conocimiento?

Al principio, me sentí inseguro por mi falta de formación formal. Como postdoctorado nunca había tomado una clase de neurociencia. En reuniones y conversaciones con neurocientíficos, a menudo descubrí que no podía seguir el ritmo. No conocía la jerga. Pero me había estado reuniendo regularmente con Michael Nusbaum, director de investigación biomédica de Penn, después de pedirle que fuera mi mentor. Un día, en su oficina, me sugirió que me enseñara neurociencia. Durante dos horas a la semana durante más de un año, discutíamos artículos de neurociencia, comenzando en las décadas de 1970 y 1980. Aprendí neurociencia de esa manera. Me animó a decir: "Está bien, soy neurocientífico".

Soy afroamericano. Mikey Nusbaum es un judío blanco de la ciudad de Nueva York. A veces, es posible que las personas en la vida que más te apoyan no tengan ninguna conexión directa contigo y tu cultura.

¿Cómo se te ocurrió tu escala de dolor?

Por mi trabajo de dolor, di un paso atrás. Si íbamos a utilizar ratones para estudiar el dolor y potencialmente desarrollar nuevos analgésicos, primero necesitábamos responder la pregunta: ¿Cómo sabemos que el animal está experimentando dolor? Tradicionalmente, los investigadores observan la frecuencia con la que un animal retira su pata ante un estímulo, pero los animales mueven sus patas por todo tipo de razones. Y como no había estandarización, diferentes laboratorios decidirían que el mismo estímulo era inocuo, doloroso o muy doloroso según el experimento. Entonces dije: "Necesitamos desarrollar un sistema completamente nuevo".

¿Cómo se te ocurrió la idea?

Tengo la idea de miguel granato, un neurocientífico de Penn cuyo laboratorio estaba cerca del nuestro. Estaba estudiando la respuesta de sobresalto acústico en las larvas del pez cebra. Fui a una reunión de laboratorio en la que Roshan Jain, entonces postdoctorado en el laboratorio de Granato y ahora profesor en Haverford College, habló sobre el uso de videografía de alta velocidad para capturar movimientos de respuesta que son demasiado rápidos para apreciarlos a simple vista. Me di cuenta de que podíamos utilizar el mismo método para registrar los movimientos de un animal en respuesta a un estímulo cutáneo y utilizar esos movimientos para aproximarnos al dolor del animal. Eso abrió un mundo completamente nuevo.

Si no hubiera ido a esa reunión con el científico del pez cebra, nunca se me habría ocurrido esta idea. Todavía asisto a charlas y escucho a la gente hablar sobre gusanos, moscas, peces, levaduras, bacterias (lo que sea) porque tal vez aprenda algo que pueda integrar en el trabajo que hacemos. La vergüenza de la ciencia moderna es que todo el mundo está hiperconcentrado en su sistema, su enfoque, su organismo, su disciplina. Puede sofocar la innovación cuando las personas no cuentan con una capacitación amplia y no salen de su zona de confort.

¿Cómo conectaste los movimientos de un ratón con su experiencia para crear una escala para medir el dolor?

En primer lugar, verificamos que un estímulo considerado inocuo, como el toque de una brocha de maquillaje suave, activaba las neuronas del tacto en la piel del animal, y que una aguja que pinchaba la piel activaba las neuronas del dolor. Luego registramos los movimientos de respuesta del animal a cada estímulo. Para sentir dolor, el animal hacía una mueca, retiraba rápidamente la pata y la sacudía vigorosamente. Le dimos un valor numérico a cada tipo de movimiento, la velocidad de retirada y el número de sacudidas de la pata. Luego le dimos a cada número un peso numérico, un valor propio, según la importancia de la característica para el nivel de dolor, y luego combinamos los valores ponderados en una única medida cuantitativa de dolor.

¿Cómo ves que se utiliza esta nueva herramienta?

Hay dos cosas que nos entusiasman mucho. Uno está estudiando la variabilidad genética como factor del dolor. La población humana mundial tiene sensibilidades al dolor muy variables. Algo de eso es sociocultural, pero algo está en el ADN. Por ejemplo, las personas que no sienten ningún dolor tienen mutaciones genéticas que subyacen a ese rasgo. En mi laboratorio, hemos utilizado nuestra escala de dolor para medir la sensibilidad al dolor de unas 20 cepas diferentes de ratones. Hemos identificado ratones que no responden mucho al dolor y otros que son hipersensibles. Estamos utilizando enfoques de mapeo genético para encontrar nuevos genes que puedan ser la base de esta sensibilidad al dolor.

También estamos muy entusiasmados con la forma en que el cerebro controla la transición del dolor agudo al crónico. Usamos nuestra escala de dolor para medir el nivel de dolor en un ratón y luego tomamos una instantánea de la actividad cerebral del ratón mediante imágenes de resonancia magnética funcional. Tomamos imágenes de los animales todos los días para encontrar patrones de actividad cerebral que subyacen a la transición del dolor agudo al crónico. Una vez que los encontremos, podemos intentar cambiarlos para alterar el curso del dolor crónico. Estamos interesados ​​en los componentes emocionales y sensoriales de este dolor.

¿Has estudiado el tacto que tampoco es doloroso?

Sí, en nuestro reciente Celular En el artículo, pasamos de la piel al cerebro para explicar por qué algunas formas de contacto son gratificantes.

Es sorprendente que no se hubiera hecho antes.

El estudio molecular del tacto está todavía en su relativa infancia. Las características moleculares de las diferentes clases de neuronas táctiles no se identificaron hasta finales de la década de 2000. Desde entonces, gran parte de la atención se ha centrado en el tacto discriminativo, el tipo de tacto que se utiliza para discriminar una moneda de veinticinco centavos de una moneda de diez centavos en función de la textura. Las caricias sociales han sido muy poco estudiadas.

¿Cómo empezó este proyecto?

David AndersonEl grupo del Instituto de Tecnología de California informó en 2013 que ciertas células de la piel respondían al tacto suave. Pero no habían implicado a esas células en ningún comportamiento natural ni habían establecido una conexión con el cerebro. Leí el periódico y decidí intentar llenar estos vacíos. En mi último año como postdoctorado, diseñé genéticamente ratones para que tuvieran neuronas de tacto suave que respondieran a la luz azul. Mi plan era estimular las neuronas con luz azul y ver qué hacían los ratones.

Cuando abrí mi propio laboratorio en 2018, estábamos listos para comenzar esos experimentos. Todavía recuerdo el día que los estudiantes vinieron a mi oficina para mostrarme lo que habían encontrado. Fue como este momento eureka. Cuando activamos neuronas a través de la piel del lomo de los ratones, los animales se comportaron como si los estuvieran acariciando allí. Eso lanzó todo el proyecto. Hicimos muchas más pruebas de comportamiento y rastreamos el camino del contacto social desde la piel hasta la médula espinal y los centros de recompensa en el cerebro.

¿Encontrar esta vía de piel a cerebro tiene alguna implicación médica?

Sí, la piel es un buen objetivo terapéutico. Es accesible y presenta una autopista directa a la parte del cerebro que nos hace sentir bien. ¿Qué pasaría si pudiéramos activar estas neuronas con una crema para la piel para mejorar la salud mental, por ejemplo, para compensar el daño causado por el aislamiento social o para tratar la ansiedad o la depresión? Cuando di una charla sobre esto en diciembre, los psiquiatras y neurofarmacólogos del público estaban muy entusiasmados con el potencial terapéutico.

Tienes una colonia de ratas topo desnudas. ¿Qué estás haciendo con ellos?

Las ratas topo desnudas provienen del este de África. Viven bajo tierra y son esencialmente ciegos, dependen en gran medida del tacto y utilizan pelos en forma de bigotes para navegar por sus madrigueras e interactuar entre sí. El tacto ocupa un área de su cerebro tres veces mayor que en otros mamíferos. Creemos que el contacto es importante para dar forma a su estructura social comunitaria.

También nos interesan porque las ratas topo no sienten algunas formas de dolor. Por ejemplo, no muestran ninguna respuesta de dolor a la molécula capsaicina, el ingrediente activo de los pimientos picantes, que es bastante doloroso para la mayoría de los mamíferos. Tienen receptores en la piel que responden a la capsaicina, por lo que planteo la hipótesis de que los animales tienen vías cerebrales que eliminan el dolor. Si podemos encontrar y aprovechar esas señales, podríamos encontrar una nueva forma de bloquear el dolor.

Como joven investigador, ¿qué obstáculos ha tenido que superar, ya sean científicos, sociales o culturales?

En general, he sido muy afortunada de haber tenido mentores y colegas de todas las razas, nacionalidades y géneros que creyeron en mí y me apoyaron. He sido más afortunado que otras minorías subrepresentadas que han trabajado en entornos realmente desafiantes y, por eso, no están aquí hoy.

Dicho esto, no he salido ileso. La policía universitaria me detuvo y me acosó porque pensaban que no pertenecía al campus. Me detuvieron en mi propio edificio y llamaron a las autoridades. La mayoría de los otros científicos negros que conozco han tenido experiencias muy similares. Estas cosas pasan no sólo en la universidad sino también en el barrio donde vivo, y cuando suceden, no me siento bien y pueden provocar enojo y frustración. Pero siempre he tenido una red de personas que me apoyan y me han ayudado a superar las relativamente pocas ocasiones en mi carrera en las que he experimentado ese tipo de racismo abierto.

¿Tiene algún consejo para los aspirantes a científicos negros?

El cielo es el limite. No te amargues si miras a tu alrededor y no ves mucha gente que se parezca a ti, porque eso está cambiando. Rodéate de buena gente. A veces estas personas se parecerán a usted, pero no se sorprenda si algunos de sus mayores seguidores no lo hacen. Sea abierto y haga las conexiones correctas.

Y no aplastes tus propios sueños. Necesitamos personas de todos los orígenes, de todos los ámbitos de la vida, porque tenemos problemas desafiantes frente a nosotros. Animaría a los científicos negros o a cualquier persona interesada en este trabajo: si te encanta y te apasiona, hazlo.