Optogenética, la fascinante técnica que apasiona a los neurocientíficos

Recuerdo que hace un par de años mi buen amigo Pere Estupinyá me contaba que había asistido a un congreso de neurociencia en Washington y que fue preguntando a los asistentes qué era lo más importante que se había presentado allí. Uno tras otro, los neurocientíficos iban repitiendo la misma respuesta: la optogenética, la optogenética…

optogenetica

En un principio se podría pensar que aquellas respuestas tan solo eran fruto del fugaz entusiasmo de un puñado de investigadores por una nueva y sorprendente técnica. Sin embargo, la optogenética demostró ser algo más que una moda pasajera cuando en 2010 la Revista Nature la eligió como el método científico del año, a la vez que su competidora directa, la Revista Science la incluía también entre los descubrimientos científicos más importantes de la década.

Así pues, en aquel momento parecía que la optogenética no solo era un capricho momentáneo de los científicos sino que realmente ofrecía una sólida proyección de futuro. Además, tras su extraño nombre se escondía una de las historias más rocambolescas y curiosas de la ciencia de los últimos años.

Explicar qué es la optogenética no es tan difícil como parece. Basta con repetir el título de uno de los artículos científicos de Nature Methods para comprender el concepto. Optogenetics: controlling cell function with light. Eso es, así de simple: controlar la función de las células utilizando luz.

Y la historia de este método comienza varios años atrás cuando en la década de los ’80 se encontró un determinado tipo de  algas unicelulares que contenían unas proteínas llamadas “opsinas” que reaccionaban con la luz.  Este descubrimiento podría haber pasado desapercibido. Simplemente se trataba de unas proteínas fotorreceptoras en unas algas que interactuaban poniéndose en marcha o apagándose cuando recibían luz azul.

Tuvieron que pasar algo más de 20 años para que aquellas opsinas encontraran una utilidad insospechada.

Pensadlo bien. ¿Qué somos sino el conjunto de impulsos eléctricos que fluyen por nuestro cerebro? ¿Qué es el ser humano, el yo, la consciencia sino la orquesta eléctrica de neuronas que se encienden y se apagan creando las sinapsis que las conectan, creando nuestros pensamientos, nuestros recuerdos y nuestros sentimientos?

Tan sencillo (y tan difícil) como eso… 86.000 millones de neuronas encendiéndose y apagándose. Y fíjate que de repente los neurocientíficos se encuentran con estas opsinas que se encienden o se apagan mediante la recepción de un tipo de luz. Comienzan a surgir preguntas fascinantes… ¿Se podrían encender y apagar nuestras neuronas utilizando esta proteína? ¿Seríamos capaces de insertarlas en determinadas neuronas afectando así a determinadas conductas?

Algunas de esas respuestas llegaron a mediados de la década del 2000 en experimentos como el realizado por Viviana Gradinaru, Murtaza Mogri y Karl Deisseroth, utilizando técnicas de optogenética en las neuronas que controlan el aparato locomotor de una rata de laboratorio… encendido, apagado, encendido, apagado… y todo, solo con luz.

Los años han pasado y las técnicas genéticas se han depurado y mejorado. Somos capaces de insertar estas opsinas en células nerviosas consiguiendo, literalmente, apagar o encender determinados tipos de neuronas… y los resultados comienzan a aparecer.

Los artículos y experimentos científicos utilizando técnicas optogenéticas se han multiplicado con aplicaciones tan fascinantes como la conseguida por investigadores de la Universidad de California y del Instituto Nacional para el Abuso de la Droga de Baltimore. Se publicó a principios de abril en la Revista Nature y consiguió inhibir zonas del cerebro involucradas en el comportamiento compulsivo generado por la droga.

El consumo de cocaína hace disminuir la actividad neuronal en la corteza prefrontal del cerebro. Esta disminución lleva a conductas compulsivas de búsqueda de más droga. El equipo de investigadores dirigido por Antonello Bonci ha conseguido volver a encender las neuronas “apagadas” por el consumo de droga en ratas de laboratorio, consiguiendo anular el impulso de buscar más droga.

Es simplemente una de las numerosas aplicaciones que la optogenética está trayendo a nuestros días. Un simple ejemplo de las incalculables posibilidades que se abren ante nosotros.

———————————–
Este post ha sido realizado por Javier Peláez (@irreductible) y es una colaboración de Naukas con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

Referencias y más información:

Antonello Bonci, Billy T. Chen, Hau-Jie Yau, et al. “Rescuing cocaine-induced prefrontal cortex hypoactivity prevents compulsive cocaine seeking” Nature 496, 359–362 (18 April 2013) | doi:10.1038/nature12024.

Method of the Year 2010 Nature Methods 8, 1 (2011) doi:10.1038/nmeth.f.321

Erika Pastrana , “Optogenetics: controlling cell function with light” Nature Methods 8,  24–25 (2011) doi:10.1038/nmeth.f.323

También os recomiendo la fantástica charla “Rascar donde no pica” de Pere Estupinyá en Amazings Bilbao 2011

 


3 responses to “Optogenética, la fascinante técnica que apasiona a los neurocientíficos

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s

A %d blogueros les gusta esto: