Optogenética para curar

Las células fotoactivadas auguran amplias posibilidades terapéuticas.

BROWN BIRD DESIGN

La optogenética está revolucionando las neurociencias. La técnica implica la alteración genética de ciertos tipos de células para que produzcan proteínas fotosensibles; de ese modo es posible activar las células mediante pulsos de luz que, aplicados a través de un cable de fibra óptica, viajan al cerebro. Esto ya ha dotado a los investigadores de una capacidad sin parangón para escrutar los circuitos neuronales que rigen las funciones cerebrales en los animales, pero algunos han dado un paso más allá y trabajan en aplicaciones terapéuticas humanas.

Simon Makin


Tratamiento contra la ceguera

La optogenética ofrece un enfoque flexible para tratar, y posiblemente curar, la ceguera. Las células fotorreceptoras de la retina están dotadas de proteínas fotosensibles, las opsinas, con las que convierten la luz que incide en el ojo en señales eléctricas. Si estas células fallan (una causa habitual de pérdida de la visión), los investigadores pueden usar virus para introducir los genes de las opsinas en las células deseadas, bien para restaurar la sensibilidad a la luz de los fotorreceptores, bien para convertir en fotosensibles otros tipos de células retinianas. El proceso permitiría en teoría tratar la ceguera motivada por múltiples causas y grados de degeneración retiniana. En el laboratorio funciona, y también están en marcha numerosos ensayos clínicos con pacientes sobre sistemas de ese tipo. En algunos experimentos se recurre a cámaras y gafas especiales para proyectar longitudes de onda e intensidades de luz optimizadas para la opsina escogida, pero también se está ensayando con opsinas que responden a la luz directa.

Regulación de la glucemia en la diabetes

Un equipo encabezado por el bioingeniero Martin Fussenegger, de la Universidad de Basilea, está manipulando por medio de la optogenética la expresión génica con el propósito de regular la concentración de glucosa en la sangre de ratones diabéticos. En un estudio de 2011, el equipo genomodificó células para que respondiesen a la luz azul mediante la expresión de una proteína que regula la glucemia.

«Fue el primer ejemplo de control real de esos genes. La luz y la expresión génica mantuvieron un vínculo directo», explica Fussenegger. Sus experimentos indican que los ratones a los que les implantaron las células genomodificadas y trataron a continuación con luz mostraron niveles más altos de insulina y menos sensibilidad a la glucosa. En 2017, él y sus colaboradores describieron la implantación de LED alimentados por ondas, combinados con las células genomodificadas en un sistema semiautomático controlable con un teléfono móvil inteligente. Desde entonces trabajan para refinar la técnica.

Control de la microbiota intestinal

La comunidad microbiana intestinal es sumamente compleja por los billones de microbios que la integran, la mayoría con funciones desconocidas. Un equipo dirigido por Meng Wang, genetista del Colegio Baylor, ha descrito hace poco en eLife el uso de la optogenética para observar el vínculo entre la microbiota y la salud. Modificaron bacterias de Escherichia coli para que estimulasen o reprimiesen la producción de ácido colánico al ser iluminadas alternativamente con luz verde o roja.

Wang ya había comprobado antes que dicho ácido protege las células del estrés y alarga la vida, por lo menos en los gusanos. En los nuevos experimentos, los gusanos portadores de las bacterias modificadas vivieron más cuando estuvieron expuestos a la luz verde. Pero la aplicación médica de la técnica aún tardará. «El principal escollo radica en cómo hacer llegar la luz. De momento es más bien una herramienta experimental, que nos permite someter el microbioma a un control preciso para estudiar sus vínculos con la salud», matiza Wang.

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