Los descubrimientos de Karl Deisseroth, Peter Hegemann y Georg Nagel, galardonados con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2026, contribuyeron al desarrollo de la optogenética, una técnica que permite activar o inhibir células nerviosas de manera rápida y precisa mediante estímulos luminosos.
El investigador del Instituto de Neurobiología de la UNAM, José Fernando Peña Ortega, explicó que esta metodología modificó la forma de estudiar el cerebro, debido a que permite analizar con mayor precisión la relación entre determinados circuitos neuronales y las funciones que desempeñan.
La optogenética utiliza proteínas conocidas como opsinas, capaces de responder a la luz. Al introducir mediante herramientas genéticas los genes que producen estas proteínas en determinadas células, los investigadores pueden modificar su actividad utilizando estímulos luminosos.
Peña Ortega señaló que este mecanismo resulta particularmente relevante para el estudio del cerebro debido a que las neuronas funcionan mediante cambios eléctricos. De esta manera, la técnica permite controlar la actividad de poblaciones específicas de células y observar las consecuencias que tienen sobre distintas funciones cerebrales.
Los científicos Peter Hegemann y Georg Nagel identificaron opsinas presentes de manera natural en distintos organismos y estudiaron los genes responsables de producir estas proteínas. Posteriormente, el investigador estadounidense Karl Deisseroth llevó estos genes a neuronas con el objetivo de controlar su actividad.
El investigador universitario explicó que las opsinas utilizadas en la optogenética provienen de organismos unicelulares, bacterias, algas y arqueas que poseen sensibilidad a la luz. En sus ambientes naturales, esta característica les permite orientarse mediante un fenómeno conocido como fototaxia.
A partir de estos descubrimientos, los científicos han podido utilizar los genes que codifican diferentes opsinas para introducirlos en tipos específicos de células y posteriormente modificar su actividad mediante luz.
De acuerdo con Peña Ortega, esta capacidad permite tanto estimular como inhibir determinadas neuronas, lo que facilita investigar si la actividad de un grupo celular específico tiene efectos sobre funciones concretas del cerebro.
Uno de los principales avances consiste en la posibilidad de estudiar poblaciones neuronales determinadas sin afectar necesariamente a las células que se encuentran alrededor. El investigador explicó que anteriormente los estímulos eléctricos mediante electrodos podían activar de manera simultánea distintas poblaciones celulares, dificultando la identificación de la función específica de cada grupo.
Con la optogenética, en cambio, es posible utilizar herramientas genéticas para dirigir las opsinas hacia determinados tipos de células. Esto permite analizar por separado circuitos neuronales involucrados en procesos como el movimiento, la percepción de experiencias placenteras y otras funciones del sistema nervioso.
Avanzan posibles aplicaciones clínicas
Peña Ortega señaló que la optogenética ya es utilizada en numerosos laboratorios alrededor del mundo y que comienzan a desarrollarse aproximaciones para trasladar algunos de sus principios al ámbito clínico.
Aunque actualmente no existe un tratamiento médico basado de manera integral en esta tecnología para el uso generalizado en pacientes, el investigador destacó que existen avances particularmente relevantes en el campo de las enfermedades de la visión.
Uno de los ejemplos corresponde a la retinitis pigmentosa, padecimiento en el que se produce la pérdida progresiva de los fotorreceptores de la retina. En investigaciones experimentales se han utilizado opsinas para tratar de recuperar parte de la capacidad de las células que permanecen en el tejido.
El especialista de la UNAM explicó que estas proteínas pueden introducirse en células de la retina que permanecen después de la pérdida de los fotorreceptores, con el propósito de hacerlas sensibles a la luz. Algunos de estos trabajos han permitido que pacientes recuperen la capacidad de percibir estímulos luminosos.
La metodología también comenzó a incorporarse en distintos laboratorios de México desde etapas tempranas de su desarrollo, ampliando las investigaciones relacionadas con los circuitos neuronales.
Además del estudio del cerebro, la optogenética ha sido empleada para investigar el funcionamiento de otros órganos, debido a que la posibilidad de controlar determinados tipos celulares mediante luz ofrece nuevas herramientas para comprender procesos biológicos.
Para Peña Ortega, el desarrollo de esta técnica representa un cambio importante en la investigación de la actividad cerebral, al permitir pasar de una estimulación general de las neuronas a intervenciones mucho más específicas que ayudan a identificar la función de distintos tipos celulares.
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