14 de noviembre de 2026
La optogenética, que permite activar o inhibir neuronas mediante la luz, transformó la manera de estudiar el sistema nervioso y ya se proyecta a otros campos. Del Premio Nobel a los desarrollos locales.
¿Cómo funciona el cerebro? ¿Cómo se crean recuerdos, emociones y comportamientos? En investigación científica, transformar la manera de observar y comprender un fenómeno puede ser tan trascendente como encontrar la solución a un problema. Este año el Premio Nobel de Fisiología o Medicina fue otorgado al estadounidense Karl Deisseroth (Universidad de Stanford) y a los alemanes Peter Hegemann (Universidad Humboldt de Berlín) y Georg Nagel (Universidad de Würzburg) justamente «por sus descubrimientos sobre los canales iónicos activados por la luz y la optogenética», una técnica que permite activar o desactivar determinadas neuronas en un cerebro vivo y así ayudar a develar la gran incógnita de cómo funciona.
Todo empezó con la observación de un alga microscópica –llamada Chlamydomonas– que usa la luz para orientarse. En una charla con Acción, investigadores locales describen esta metodología y revelan cómo se utiliza en el país, no solo en el campo de las neurociencias.
«La optogenética se basa en el uso de proteínas fotosensibles, que perciben la luz y generan alguna respuesta. La optogenética aprovecha esta propiedad para controlar distintos procesos celulares. Para ello, una posibilidad es introducir estas proteínas en otras células, de modo que adquieran la capacidad de responder a estímulos luminosos. Así se puede lograr que una función biológica que antes no dependía de la luz pase a ser regulada por ella» explica Lisandro Otero, investigador del Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud (Inbias, Conicet-UNRC).
A través de la activación de circuitos neuronales específicos, continúa Otero, «es posible conferir especificidad a la respuesta: aunque se ilumine una región más amplia del cerebro, solo las células que expresen la proteína fotosensible adecuada y reciban suficiente luz podrán responder al estímulo. Una de las grandes ventajas es la posibilidad de controlar procesos biológicos con una gran precisión espacial y temporal».
Velocidad inusual
«Desde que Deisseroth publicó su trabajo en 2005, la optogenética se extendió por laboratorios de todo el mundo con una velocidad inusual para una técnica nueva. Hoy sus aplicaciones van mucho más allá de la curiosidad científica», señala, por su parte, Mariano Boccia, investigador Conicet en el Instituto de Tecnología Farmacéutica y Biofarmacia de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la Universidad de Buenos Aires. Y continúa: «En investigación básica, nos permitió descifrar circuitos cerebrales que antes eran inaccesibles: los que regulan la memoria, el miedo, la toma de decisiones, la adicción y el sueño».
«Uno se puede plantear la técnica de optogenética en neurociencias, porque permite a través del uso de una luz de determinada longitud de onda, prender o apagar células, pero las opsinas que son estimuladas por la luz pueden implantarse o permitir que se expresen en distintas células: en un cardiomiocito, por ejemplo, es decir en una célula del corazón o en células del tejido cerebral, también se están desarrollando aplicaciones para epilepsia, donde la idea es detectar y frenar una convulsión en el momento en que empieza; para dolor crónico, arritmias cardíacas, y para mejorar los implantes cocleares en personas con pérdida de audición. A su vez, en el campo de los trastornos psiquiátricos, comprender los circuitos alterados en la depresión resistente o en el trastorno obsesivo-compulsivo abre la puerta a blancos terapéuticos completamente nuevos», describe Boccia.
Proteínas y bacterias
Los ganadores del Nobel descubrieron que la Chlamydomonas tenía una proteína capaz de responder a la luz azul y permitir el paso de partículas con carga eléctrica. Esa proteína se llama canalrodopsina.
Ahora bien ¿es la única en su tipo? La respuesta es no, porque existen otros fotorreceptores con la misma capacidad. «Los bacteriofitocromos derivan de bacterias, y una de sus ventajas es que responden a longitudes de onda del espectro rojo y, en algunos casos, del infrarrojo cercano, que pueden penetrar más profundamente en los tejidos que la luz azul. Esto los convierte en herramientas potencialmente más útiles para aplicaciones in vivo, ya que permiten actuar en regiones más profundas del organismo», relata Otero en referencia al trabajo conjunto que lleva adelante con la investigadora Jimena Rinaldi del Instituto de Nanosistemas de la Unsam.
«Buscamos entender las bases estructurales y moleculares de cómo se activan estos receptores bacterianos para poder diseñar herramientas optogenéticas que controlen proteínas de interés clínico y biotecnológico», indica Rinaldi, directora del grupo.
A partir de este trabajo local, se podría pensar, a futuro, en aplicaciones para la piel, o en tejidos blandos, lo que abre otro campo de investigación. «También es fundamental desarrollar herramientas tecnológicas que permitan llevar la luz de manera precisa a regiones del organismo a las que no es posible acceder mediante una irradiación externa convencional», subraya Otero.
De la curiosidad al tratamiento
Sobre los desafíos que quedan por delante, Boccia explica: «Hoy lo que más rápido viaja es la luz, entonces se puede prender la luz y activar o inhibir a esa opsina. Ahora bien, ver esto en un animal in vivo no es tan simple, porque tengo que introducir la fibra óptica al lugar donde se está expresando la opsina. Y la luz no viaja a través de los tejidos, esta es una de las desventajas o desafíos. Entonces, la aplicabilidad de momento no es tan cercana, excepto en un caso, sorprendente, que se conoció casi en paralelo con el anuncio del Premio Nobel, y es un estudio que salió publicado en The New England Journal of Medicine sobre el uso de terapia optogenética para restaurar aspectos de la función visual en personas». La estrategia consistió en incorporar opsinas a las células ganglionares de personas con retinosis pigmentaria avanzada para que estas pudieran responder a estímulos luminosos y así transmitir señales hacia el cerebro. Si bien es un hallazgo aún limitado, constituye una prueba de que esta tecnología puede traducirse en tratamientos reales.
Lo cierto es que la curiosidad de los científicos que se preguntaron por qué un alga reaccionaba ante la luz derivó en un descubrimiento sin precedentes.
«Todo gran descubrimiento y todo gran desarrollo tecnológico parte de una pregunta, algunas veces simple, que trae consigo un desarrollo metodológico y de nuevos interrogantes que se van abriendo a medida que van apareciendo respuestas, y eso es lo que empieza a formar el conjunto de información que en algún momento puede decantar en un avance tecnológico. No es posible desarrollar tecnología sin una base sólida de ciencia básica, sin esas preguntas fundamentales que impulsan el conocimiento», asegura Otero.
«Soy un convencido de que la ciencia básica tiene que generar conocimiento, pero no puedo hacer ciencia básica y generar conocimiento pensando que eso va a servir para algo. Cuando Marie y Pierre Curie descubrieron el polonio y el radio no sabían ni para qué iban a servir, luego sirvieron para un montón de cosas –concluye Boccia–. El conocimiento tiene que ser generado independientemente de su aplicabilidad».
