Neurociencia

Luz y terapia génica para descifrar el cerebro

La Fundación BBVA premia a los 'padres' de la optogenética, una técnica que servirá más para mejorar el conocimiento de la redes neuronales que para su aplicación directa en los pacientes.

Recreación de un experimento de optogenética en ratones.

Recreación de un experimento de optogenética en ratones. Brown University

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"Si el cerebro fuera del tamaño de una gran ciudad, las conexiones neuronales serían como un grano de arena". Con esta analogía definía el catedrático de la Universidad de Oxford Gero Miesenböck la complejidad del estudio del cerebro. Una enorme tarea a la que puede contribuir la técnica que ideó a finales de la década de 1990, la optogenética, que le ha llevado hoy a ganar uno de los premios científicos más prestigiosos y mejor dotados -400.000 euros- del mundo, el Fronteras del Conocimiento de la Fundación BBVA en su categoría de Biomedicina. 

Miesenböck comparte galardón con otros dos padres de este procedimiento, que usa la luz para controlar la actividad de las neuronas de forma extremadamente precisa. En animales, y es importante resaltar que aún sólo en ellos, también ha servido para actuar sobre ellas y llegar a modificar su actividad. 

Los otros dos premiados son Edward Boyden, catedrático del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y Karl Deisseroth, también catedrático pero en la Universidad de Stanford. El perfil de este último es especialmente curioso, porque compagina su labor investigadora con la práctica clínica de su especialidad, la psiquiatría. 

Clave para entender

Para Jesús Ávila, investigador principal del Grupo de Neurobiología Molecular del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, el jovencísimo Boyden (nació en 1979) es quizás el personaje clave en el avance de esta técnica, aunque la idea original que dio lugar al procedimiento fue de Miesenböck, que recordaba así su particular ¡Eureka!: "Yo investigaba entonces cómo visualizar la actividad de las neuronas usando proteínas sensibles a la luz; una tarde de sábado de repente me vino la idea: ¿no sería increíble no sólo leer la actividad del cerebro, sino también poder controlar su actividad? En Biología, para entender un sistema necesitas poder controlarlo de forma precisa y eso habría sido imposible en Neurociencia". 

Un raton sobre el que se aplica optigenética.

Un raton sobre el que se aplica optigenética.

Ávila subraya que una de las características más interesantes de la optogenética es que permite "utilizar la luz como neurotranmisor". "Es algo que ya sucede en la naturaleza; de hecho, es lo que nos permite ver", aclara. Y la vista y sus problemas es una de las aplicaciones prácticas que precisamente podría tener la técnica, según los premiados. La estimulación óptima y la recuperación visual, así como revertir la degeneración de la mácula, podrían ser quizás los primeros frutos que se vieran en humanos de este procedimiento. 

De hecho, el investigador de la Universidad de Alicante Nicolás Cuenca ha obtenido una ayuda de la Fundación Lucha Contra la Ceguera precisamente para estudiar el uso de la optogenética como opción terapeútica de la Retinosis Pigmentaria, informa José Pichel.

El uso de la luz 

Pero ¿en qué consiste la optogenética? Se trata de un procedimiento que involucra también a la terapia génica porque, de hecho, consisten en introducir proteínas sensibles a la luz en las neuronas, de forma que cuando el sistema recibe la luz éstas se activan y revelan el interior de la neurona. "No sólo sirve para identificar la función de una neurona, sino incluso de una zona de la misma", comenta Ávila. Y señala como ejemplo el trabajo de Susumu Tonegawa en el MIT, que ha logrado -siempre en ratones- eliminar y fomentar la formación de espinas dendríticas, una pequeña parte de las células nerviosas. 

Ávila también resalta la parte menos bonita de este proceso. Para llevarlo a cabo en animales, se les abre el cráneo y se les colocan electrodos, "cables asociados a una fuente lumínica, para ver qué se activa y que no". 

Aplicaciones clínicas

Aunque no sea ésta la razón, todos los expertos insisten en que la optogenética no se utilizará como terapia en humanos, al menos en el corto plazo. Lo que todo parece indicar que hará es propiciar un avance en el conocimiento del cerebro, que posibilitaría a su vez el desarrollo de tratamientos específicos "más sencillos de aplicar". "Entender el cerebro es en sí mismo un avance", explicó este martes Boyden. 

Ávila coincide con esta idea y resalta que "a nivel terapéutico, no sería muy útil". "Pero cuando sepamos qué problema se produce en qué zona, se podrá buscar por otra vía cómo atajarlo", comenta.

El científico reconoce que España no es un país puntero en el uso de esta técnica, aunque diversos investigadores la están aprendiendo, incluido uno de su propio laboratorio. "Es muy tricky", comenta, utilizando un termino inglés que se podría traducir como necesitado de maña por parte de sus usuarios.