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Biología 20 jun 2016

Ceguera, sordera y dolor superficial serán las primeras aplicaciones de la optogenética

Algunas formas de ceguera, la sordera y las formas de dolor más superficial serán las primeras enfermedades en beneficiarse de los descubrimientos de la optogenética, una técnica que utiliza la luz para conocer el funcionamiento del cerebro y modificarlo.

Descubrir la región del cerebro que regula la agresividad; desentrañar cómo y dónde se generan las adicciones para poder controlarlas, y conocer los mecanismos que regulan el sueño y la vigilia son cuestiones sobre las que se están produciendo hallazgos extraordinarios gracias a la optogenética.

Sin embargo, serán la ceguera retinaria, y algunas formas de sordera y de dolor superficial las primeras patologías en beneficiarse de los descubrimientos de esta novedosa técnica, según han avanzado los neurocientíficos Ed Boyden, Karl Deisseroth y Gero Miesenböck, que recibirán mañana el premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en Biomedicina.

En el futuro, la optogenética —afirman los premiados— ayudará no solo a descifrar qué pasa en el cerebro de las personas con Alzheimer o a mejorar el tratamiento de las enfermedades mentales, sino también a entender el sustrato biológico de lo que nos hace únicos: nuestra personalidad y nuestras emociones.

Gracias a la optogenética conocemos cada vez mejor los mecanismos del cerebro — Miesenböck

La optogenética consiste en activar con luz (originada por un láser o un LED) grupos escogidos de neuronas a las que se les ha introducido una proteína sensible a la luz. En Estados Unidos ya se está utilizando para tratar la ceguera por retinosis pigmentaria. En esta enfermedad se destruyen las células de la retina sensibles a la luz; el tratamiento se basa en usar la optogenética para hacer que otro tipo de células también presentes en la retina se vuelvan fotosensibles y realicen la función de las células perdidas.

Pronto podrían comenzar también otros ensayos que usan la optogenética contra algunas formas de dolor superficial y de sordera.

“Las aplicaciones médicas más próximas son las que afectan al sistema nervioso periférico; probablemente se podrá utilizar la optogenética en cualquier enfermedad que afecte a este sistema, como eliminar el dolor postquirúrgico y algunos tipos de ceguera. Su aplicación es más compleja en procesos como el Parkinson o la epilepsia, puesto que hay que intervenir en zonas muy concretas y profundas, y más aún en enfermedades psiquiátricas, sobre las que tenemos aún un profundo desconocimiento“, afirma el bioquímico y psiquiatra Karl Deisseroth.

Además, el conocimiento procedente de la optogenética ya está sirviendo para orientar a los psiquiatras en terapias contra la adicción. “Los resultados obtenidos en modelos animales se han empleado para orientar tratamientos en humanos, como el de la adicción a la cocaína y a los opiáceos, con resultados prometedores”, asegura.

Miesenböck: “Entendemos cada vez mejor la regulación del sueño”

Miesenböck, catedrático de la Universidad de Oxford, destaca que “gracias a la optogenética conocemos cada vez mejor los mecanismos del cerebro que regulan el sueño y la vigilia y cómo estos mecanismos nos impiden, por ejemplo, caminar dormidos”.

Miesenböck confiesa que una de sus motivaciones al desarrollar la optogenética fue querer entender “cómo la materia biológica genera las emociones o los estados de ánimo. Si generando patrones precisos de actividad eléctrica en el cerebro lográramos recrear percepciones, movimientos, recuerdos o emociones, tendríamos una poderosa herramienta para descubrir las señales neuronales que subyacen a estos aspectos de nuestra vida mental”.

Boyden: con la optogenética “se habla el lenguaje natural del cerebro”

Para Edward Boyden, catedrático de Ingeniería Biológica y del Cerebro en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), la “belleza” de la optogenética es que permite “hablar el lenguaje natural del cerebro; podemos iluminar una neurona y se activará en milisegundos, y cuando apaguemos la luz las neuronas se inhibirán en milisegundos; podemos controlar la actividad neuronal con la precisión temporal del cerebro vivo intacto”.

La optogenética permite hablar el lenguaje natural del cerebro — Boyden

Los tres galardonados, padres intelectuales de la optogenética, coinciden en que existen frenos para utilizarla en el cerebro de las personas. Se trata de un método cruento (es necesario introducir un cable de fibra óptica para llevar la luz al cerebro), así que antes de aplicarlo a humanos se debe garantizar su seguridad y valorar si el valor de la información que se espera obtener justifica su uso.

Cuestiones éticas

Por último, y no menos importante, hay que contemplar las implicaciones éticas derivadas de la posibilidad de controlar conductas. Deisseroth, miembro del comité asesor del Proyecto BRAIN (promovido por el presidente de Estados Unidos, Barack Obama), advierte de que “la optogenética ofrece el control específico del proceso cognitivo y del comportamiento en tiempo real, lo que puede resultar inquietante.

Biólogos experimentales y médicos han tenido durante mucho tiempo la capacidad de cambiar comportamientos a través de intervenciones genéticas, farmacológicas, eléctricas y ambientales, por lo que  la optogenética no plantea cuestiones éticas nuevas en lo fundamental. Sin embargo, cuanto más precisa se vuelve la intervención, y a medida que avanza rápidamente el control de los circuitos neuronales que intervienen en las conductas, más necesario es discutir estas cuestiones desde el ámbito legal, ético, filosófico, de la educación… Desde las humanidades en sentido amplio”.

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