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Observar el cerebro en acción. Éste es el desafío científico para el que tímidamente nació hace apenas una década la optogenética, una técnica innovadora que se sirve de la luz para estudiar la actividad neuronal del cerebro. Su objetivo escombatir enfermedades como la ceguera, algunas formas de sordera e incluso la adicción a las drogas. Tales hazañas no pueden lograrse sin comprender mejor el funcionamiento de las neuronas y en este propósito están trabajando científicos de todo el mundo, impulsados por los tres padres intelectuales de la optogenética: Gero Miesenböck, de Oxford, Edward Boyden, del MIT, y Karl Deisseroth, de Stanford. Por sus trabajos pioneros en este campo, los tres investigadores recibirán este martes en Madrid el Premio Fronteras del Conocimiento en Biomedicina, que concede la Fundación BBVA.
«Aspiramos, por ejemplo, a descubrir la región del cerebro que regula la agresividad o conocer los mecanismos que regulan el sueño y la vigilia», ha explicado Miesenböck, catedrático de Fisiología en Oxford, al presentar en una rueda de prensa los últimos avances en este campo de investigación. También permitirá descifrar qué ocurre en el cerebro de las personas con Alzheimer, según asegura este científico, mejorar el tratamiento de las enfermedades mentales, e incluso entender la personalidad y las distintas emociones del ser humano.
El mérito de la técnica, argumenta Miesenböck, es que «facilita un control a distancia, establece una especie de comunicación inalámbrica entre el científico que observa y las células cerebrales». ¿Cómo? A través de una luz (láser o LED), se activan grupos seleccionados de neuronas a las que se les ha introducido una proteína fotosensible. Con este mecanismo, se activan y desactivan neuronas con el fin de examinar distintos comportamientos celulares que se esconden, por ejemplo, detrás del sueño y la vigilia. «No sabemos cómo ni por qué nuestra experiencia consciente se desvanece cuando nos quedamos dormidos», apunta Misenböck.
A medida que aumente el conocimiento sobre el funcionamiento cerebral, podrán ir planteándose posibles terapias, una vez identificadas las dianas. Es el caso de la ceguera por retinosis pigmentaria. En EEUU, ya han comenzado algunos ensayos clínicos en los que la optogenética se emplea para el tratamiento. Además, no se descarta que en breve puedan iniciarse nuevos ensayos para aplicar la optogenética en algunas formas de dolor y de sordera.
De momento, sin embargo, la optogenética se aplica fundamentalmente en experimentos con roedores. En 2013, un equipo de expertos de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) logró desactivar con esta técnica la propensión de los roedores a buscar compulsivamente la cocaína. «Los resultados fueron muy prometedores, sobre todo teniendo en cuenta que el cerebro humano presenta una zona muy similar a la que en los ratones estaba asociada con la adicción», indicó por su parte Deisseroth, catedrático de Bioingeniería y de Psiquiatría y Ciencias del Comportamiento de Stanford.
Los tres ganadores del Premio Fronteras subrayaron que la gran promesa de la optogenética es facilitar una mejor comprensión de la función normal del cerebro. No obstante, señala Boyden, «los resultados obtenidos en modelos animales se han empleado para orientar tratamientos en humanos, como el de la adicción a la cocaína». De hecho, se ha realizado una intervención en humanos con una técnica no invasiva (la estimulación magnética transcraneal) que actúa sobre la región específica del cerebro que en ratones había demostrado sensibilidad.
De momento, argumentan los tres artífices, la optogenética se centra en la investigación básica. Existen frenos para utilizarla en el cerebro de personas. Se trata de un método invasivo (requiere introducir un cable de fibra óptica para llevar la luz al cerebro), así que antes de aplicarlo en humanos se debe garantizar su seguridad y valorar si el valor de la información que se espera obtener justifica su uso. En la actualidad, se trabaja con el modelo animal, ya que «tiene muchas estructuras cerebrales similares a las humanas», indica Deisseroth.
El potencial de esta técnica es tal que no sólo ayuda a comprender la personalidad y las emociones, sino también a encontrar el origen de la agresividad y a propiciar terapias específicas para distintas enfermedades mentales. «Es un trabajo apasionante. La complejidad oculta del cerebro siempre nos depara sorpresas», concluye Boyden.
