Menigeen verwachtte dat de Nobelprijs voor geneeskunde dit jaar naar iets virusgerelateerd zou gaan. Maar welke onderzoekers binnen dit enorme vakgebied hadden dan de maximaal drie gelukkigen moeten zijn? Het Nobelprijscomité liet zich niet onder druk zetten en brandde er de vingers niet aan, en kende de prijs toe aan de ontdekkers van de moleculaire basis van deze pijnsensaties: David Julius en Ardem Patapoutian.

Tegenwoordig zou je alle mogelijk betrokken genen één voor één stilleggen met CRISPR-Cas, maar die techniek bestond nog niet.

Vast stond dat er ionkanalen bij betrokken moesten zijn die externe stimuli omzetten in een potentiaalverschil, waar een neuron iets mee kan. In 1997 meldde Julius, verbonden aan de University of California in San Francisco, dat hij voor het eerst zo’n ionkanaal had weten te identificeren. Als handzame prikkel gebruikte hij capsaïcine, de actieve component in Spaanse pepers. Tegenwoordig zou je alle mogelijk betrokken genen één voor één stilleggen met CRISPR-Cas, maar die techniek bestond nog niet. In plaats daarvan legde Julius een bibliotheek aan van DNA-fragmenten die in pijnzenuwen tot expressie kwamen, om die stuk voor stuk in te bouwen in celkweekjes die van nature ongevoelig waren voor capsaïcine. Uiteindelijk rolde daar het kationkanaal uit dat we nu kennen als TRPV1, en dat achteraf ook blijkt te reageren op andere ‘heet’ smakende verbindingen én op temperaturen van 43°C of hoger.

In 2002 presenteerde Julius een tweede ionkanaal dat reageert op 26°C of lager en op ‘frisse’ stoffen zoals menthol. Vrijwel tegelijk bleek Ardem Patapoutian, die toen eveneens werkte in Californië, bij het Scripps Research Institute, dit TRPM8-kanaal ook te hebben ontdekt.

De piezo-eiwitten hebben een unieke eiwitstructuur waarvan de werking nog totaal onduidelijk is.

Patapoutian (de naam verraadt Armeense roots) ging daarna op zoek naar ionkanalen die reageren op mechanische prikkels. In een celkweekje dat een meetbaar elektrisch signaal afgaf als je er met een capillair in porde, vond hij 72 genen die konden coderen voor het verantwoordelijke ionkanaal. Door die een voor een uit te zetten (een moeizaam proces, want CRISPR-Cas bestond nog steeds niet) kwam in 2010 een nog onbekend kanaaleiwit bovendrijven, dat de naam Piezo1 meekreeg. Toen Patapoutian eenmaal wist waar hij naar moest zoeken, vond hij een analoog eiwit, Piezo2, dat voor mensen nog belangrijker bleek. Het zit zelfs in rode bloedcellen en reageert daar op de bloeddruk.

De piezo’s hebben een unieke eiwitstructuur waarvan de werking nog totaal onduidelijk is. Van de temperatuursensoren is al meer bekend, maar ook lang niet alles. Julius en Papapoutian hebben nu in elk geval wat extra budget om ze te zoeken.