Fernando Ortiz, doctor en Ciencias Fisiológicas y académico de la Universidad de Santiago de Chile (Usach), puede hablar con propiedad de la optogenética, la técnica por la cual Karl Deisseroth, siquiatra y neurocientífico estadounidense de la Universidad de Stanford, y los biofísicos alemanes Peter Hegemann, de la Universidad de Humboldt (Berlín) y Georg Nagel, de la Universidad de Würzburg, ganaron este lunes el Premio Nobel de Medicina. Ortiz ha usado la optogenética en su laboratorio para estudiar la esclerosis múltiple, enfermedad en que las neuronas pierden la mielina, la estructura que les ayuda a enviar su mensaje eléctrico. Con el uso de la optogenética (la suma de opto -luz- y genética), consiguió que las células implicadas recuperaran la mielina.

El Instituto Karolinska, de Suecia, a cargo de entregar el Nobel de Medicina, señaló que el premio (12 millones de coronas suecas, unos 1,2 millones de dólares) se debía a sus «descubrimientos sobre los canales iónicos activados por luz y la optogenética». En simple, descubrieron una proteína de un alga que reacciona a la luz y lograron ponerla en neuronas de animales para encenderlas o apagarlas con luz con diferencias de voltaje.

«La principal ventaja de esta técnica es que permitió hacer mapas del sistema nervioso central, mapas del cerebro y entender qué áreas se conectaban con qué otras áreas, o qué áreas estaban involucradas en algunas actividades específicas», cuenta Ortiz.

Cómo funciona

Todo parte con el alga verde Chlamydomonas de una sola célula que nada orientándose según la luz. En su membrana tiene una proteína, la canalrodopsina, que funciona como una compuerta que normalmente está cerrada. Cuando le llega luz, la compuerta se abre y deja entrar a la célula partículas con carga eléctrica llamadas iones (en esta caso Sodio, Na; Potasio, K o Cloro, Cl). Como esas partículas llevan carga positiva o negativa, su entrada cambia el estado eléctrico de la célula, y esa señal es la que el alga usa para moverse. «La gracia de los investigadores es que sacaron esa proteína del alga y la expresaron, por ingeniería genética (transgenia), en neuronas de mamífero. Y entonces esta última neurona tiene la capacidad de responder a la luz», explica Ortiz. Así, «la proteína llamada canalrodopsina al ser expuesta a la luz se excita y se prende. Y hay otra molécula que también funciona con luz, que se llama halorodopsina, que apaga la neurona».

Valioso interruptor

«Entonces, en simple, lo que consigues con esto es un sistema para prender y apagar neuronas solo con luces de colores. Con la luz azul la prendes y con la luz amarilla la apagas», explica Ortiz. Con ello, mediante estas luces se pueden activar y desactivar determinadas células que están implicadas en procesos cerebrales, pero de modo muy específico. «Esta es una técnica que permite separar muy bien las distintas neuronas y las conductas que gatillan: memoria, movimiento, las actividades de los sistemas sensoriales, etcétera», explica Pedro Maldonado, profesor titular del Departamento de Neurociencia de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile.

Precisión

La diferencia con la solución previa es que es más específica y menos invasiva. «Había que medir la actividad cerebral con cables que estimulaban eléctricamente una zona completa, sin saber qué neurona específica se activaba», cuenta Ortiz. Un experimento concreto se hizo con ratas en al Universidad de Stanford, según explica el «The New York Times». Se les implantó fibra óptica y con esta proyectaron luz sobre células específicas de la amígdala, una región cerebral implicada en el procesamiento de las emociones. Los ratones que habían estado asustados y quietos en una de las paredes de un laberinto corretearon libremente luego de activar la luz.

Potencialidades

Maldonado aclara que esta técnica aún no se aplica de modo práctico en la medicina y que solo se ha usado, hasta ahora, en investigaciones, pero que promete mucho en el tratamiento de enfermedades de diverso tipo, como el Parkinson, la depresión. Sobre el Alzheimer lo ve más difícil porque en dicho caso se mueren amplias zonas neuronales.

Ortiz plantea que la técnica permite identificar las neuronas específicas que provocan ciertos problemas y luego activarlas con fármacos y resolver problemas.

Ceguera

Especialmente interesante, dice Maldonado, es su posible aplicación en la ceguera. «Hay algunos avances en este tema, en que nuestras células sensibles a la luz se mueren. A través de herramientas genéticas se podría obligar a otras células del ojo a que respondan a la luz, lo que tiene el potencial de restaurar la vista. Esto, en todo caso, está en etapa inicial». Ortiz señala que es tal la importancia de la nueva técnica, que el Nobel para sus creadores no es una sorpresa. «Esta técnica partió en 2005 y se sabía que tarde o temprano sus creadores tendrían el Nobel». Maldonado hace una analogía con otra herramienta de la historia de la medicina. «Esto es como la invención del microscopio. Es una herramienta muy importante. Hasta ahora teníamos un martillo y esto suma un serrucho».