En el día de hoy se ha dado el pistoletazo de salida que inicia una de las semanas en el mundo científico y cultural más importantes de todo el año, como son los premios Nobel. Y como es tradicional, ha dado inicio con la lectura del veredicto del jurado en la disciplina de medicina y fisiología, que este año ha concedido el Nobel a Karl Deisseroth, Peter Hegemann y Georg Nagel.
Hay razones. Detrás de un premio tan importante como un Nobel lógicamente debe haber unas razones de peso para concederlo, y en esta ocasión el hito que galardona es importante por todo lo que ha conllevado a posteriori. Y es que este trío de investigadores puso hace muchos años las bases sobre las que se fundamentan buena parte de las investigaciones actuales en el campo de la neurociencia, llegando hasta el punto de dar alas a la posibilidad de que una persona ciega pueda ver.
Nuestros límites. Durante gran parte de la historia de la neurociencia moderna, el enorme desafío no ha sido solo observar el cerebro, sino intervenir en él con la precisión suficiente para establecer relaciones de causa y efecto en el comportamiento. Ya en 1979, el científico Francis Crick teorizó que para descifrar el cerebro se necesitaría un método que permitiera encender y apagar tipos específicos de neuronas de forma ultrarrápida, sugiriendo que la señal ideal para lograrlo sería la luz.
Y esta idea que para el propio Crick era descabellada, se ha hecho realidad de la mano de una simple alga verde y que ha dado lugar a este premio Nobel.
La historia de este gran avance comienza como una casualidad fundamental sobre la fototaxia, que es el comportamiento que permite a las microalgas verdes con flagelos orientarse y nadar dinámicamente hacia una fuente de luz. Y aquí, a principios de los años 90, Peter Hegemann estudió las corrientes fotorreceptoras de la Chlamydomonas reinhardtii y descubrió que su reacción a la luz era extraordinariamente rápida, con una latencia de apenas microsegundos.
Esta velocidad sugirió a su equipo que el fotorreceptor y el canal iónico responsable de la corriente debían estar íntimamente unidos en una única proteína, descartando las lentas cascadas bioquímicas que se dan en la visión animal. Y a principios de los años 2000, su laboratorio logró identificar las secuencias genéticas responsables.
Su implantación. De estas algas que pueden ser insignificantes para el ojo humano, sacamos unas proteínas llamadas canalrrodopsinas y lo mejor es que contábamos con la información necesaria para que una neurona de ratón comenzara a sintetizarlas también en su superficie. Y eso es precisamente lo que hizo Karl Deisseroth en su laboratorio.
La optogenética. Deisseroth demostró que la iluminación con pulsos de luz azul podía desencadenar potenciales de acción neuronales precisos al milisegundo. Y para encapsular esta sinergia entre los actuadores ópticos y la expresión genética dirigida, en 2006 se acuñó formalmente el término "optogenética". Aunque hubo que esperar a la posterior integración de cables de fibra óptica para que los científicos lograran iluminar regiones profundas del cerebro de animales despiertos y en movimiento, permitiendo un control sin precedentes sobre funciones como el sueño, las interacciones sociales y la memoria.
En la actualidad. Como decíamos, lo importante aquí es la aplicación que puede tener este resultado científico y en cómo va a beneficiar a la sociedad. Y aquí lo vemos con una patología llamada retinitis pigmentosa, que es una enfermedad neurodegenerativa hereditaria que destruye progresivamente los fotorreceptores del ojo. De esta manera, la optogenética puede llegar para introducir una variante de la canalrodopsina sensible a la luz roja llamada Chrimson, directamente en las células viables sobre la retina.
Aquí el equipo del investigador Botond Roska aplicó recientemente esta terapia en un paciente ciego afectado por retinitis pigmentosa y, utilizando unas gafas especiales de ingeniería que proyectaban pulsos de luz hacia los ojos para activar estas células genéticamente modificadas, el paciente logró una recuperación parcial prolongada de su función visual. Por primera vez en mucho tiempo, esta persona fue capaz de percibir, localizar y distinguir objetos de alto contraste sobre una mesa, un cambio con beneficios reales para su vida diaria.
Imagen | Bernd Dittrich
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