Los pioneros en la optogenética reciben el premio BBVA Fronteras del Conocimiento en Biomedicina

Desde hace tiempo se sabe que la función cerebral depende de las interacciones de grupos específicos de neuronas interconectadas, en cierto modo similar a los circuitos electrónicos y que para comprender la función de los circuitos cerebrales haría falta una tecnología que permitiese controlar selectivamente neuronas individuales sin afectar la actividad de otras neuronas. Y eso es precisamente lo que hace la optogenética, que permite controlar la actividad de las neuronas deseadas simplemente con luz de una longitud de onda adecuada. Con la optogenética se puede actuar exclusivamente sobre las neuronas en las que previamente se han introducido proteínas sensibles a la luz, y por lo tanto permite ser adaptada por los investigadores según el experimento.

Los avances en esta técnica en gran parte corresponde a tres investigadores que acaban de recibir el Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en Biomedicina

. Edward Boyden, Karl Deisseroth y Gero Miesenböck, fueron los pioneros de la optogenética. Y, en apenas cinco años, miles de grupos en todo el mundo han empezado a usar la optogenética para investigar funciones como el sueño, el apetito, la toma de decisiones, la percepción del tiempo o la formación de recuerdos, así como entender los mecanismos de enfermedades como la epilepsia, la enfermedad de Párkinson, la depresión e incluso algunas formas de ceguera.

«Si imaginamos que el cerebro es como un ordenador, la optogenética es como un teclado que nos permite enviarle instrucciones muy precisas. Es una herramienta que nos permite un control exquisito del cerebro», señaló Edward Boyden, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (Estados Unidos), tras conocer el fallo del jurado .

Por su parte, Karl Deisseroth, de la Universidad de Stanford (EE.UU.), señaló ayer que «la principal aplicación de la optogenética es la investigación básica, la comprensión de cómo funciona el cerebro». Ese conocimiento hará posible «todos los avances en la clínica”, dijo también Deisseroth, quien quiso dejar claro que “hoy por hoy nadie está usando esta técnica directamente para tratar pacientes».

Gero Miesenböck, de la Universidad de Oxford (Reino Unido), recordó cómo tuvo la idea que dio lugar a la optogenética: «Yo investigaba entonces cómo visualizar la actividad de las neuronas usando proteínas sensibles a la luz; una tarde de sábado de repente me vino la idea: ¿no sería increíble no solo leer la actividad del cerebro sino también poder controlar su actividad? Es que, en Biología, para entender un sistema necesitas poder controlarlo de forma precisa, y eso había sido imposible en Neurociencia».

Miesenböck tuvo su idea a finales de los noventa, y tardó varios años en hacerla realidad. Su trabajo con proteínas sensibles a la luz resultó clave, porque la optogenética se basa en insertar en las neuronas deseadas este tipo de proteínas: cuando el sistema recibe luz las proteínas se activan, y al hacerlo inciden sobre el estado de la neurona. La acción puede disparar la señal eléctrica que se propagará por el circuito neuronal, o por el contrario inhibirla.

Reconocimiento tardío

Sin embargo el reconocimiento de la técnica tardaría en llegar. Ninguno de los trabajos seminales de la optogenética fue publicado con facilidad. Miesenböck recuerda que los revisores de su primer artículo «no se dieron cuenta en absoluto del potencial», y lo atribuye a que «las técnicas innovadoras siempre tardan tiempo en calar».

Boyden, por su parte, cuenta que después de su trabajo de 2005 -que fue rechazado por « Science» y « Nature»- sufrió la negativa de al menos la mitad de las instituciones a las que fue a buscar trabajo: «Por entonces los neurocientíficos desconfiaban de la neurotecnología».

Los tres galardonados resaltan que el primer objetivo es conocer mejor el cerebro. Y ponen ejemplos. Miesenböck ha descubierto en moscas un grupo de neuronas que incita al sueño, y también investiga el proceso de toma de decisiones. Ha demostrado que «las moscas también piensan más las decisiones difíciles, como nosotros».

Boyden se ha concentrado en perfeccionar los aspectos tecnológicos de la optogenética, pero menciona estudios de otros grupos: sobre circuitos neuronales implicados en comportamientos agresivos; sobre la formación de recuerdos; y sobre la posibilidad de tratar la ceguera reemplazando fotoreceptores dañados en la retina con proteínas fotosensibles.

Deisseroth, por su parte, destaca la investigación sobre circuitos implicados en la adicción, en concreto a la cocaína.

Nuevos fármacos

Los galardonados han destacado además cómo el mejor conocimiento sobre los circuitos neuronales implicados en enfermedades permitirá desarrollar fármacos mucho más específicos que los actuales -compuestos que actúen directa y específicamente sobre esos circuitos-. Es un grado de precisión en el tratamiento de la enfermedad mental o neurológica muy superior al que se tiene hoy.

En cuanto a las implicaciones éticas, Miesenböck se declara «no excesivamente preocupado», porque no ve «grandes diferencias» entre esta técnica y otros métodos que inciden en el comportamiento, como las drogas. Deisseroth sí cree que «es algo que habrá que considerar» sin duda, pero no a corto plazo dado que en su opinión el uso directo de la optogenética en humanos aún está lejos.