El Instituto Karolinska ha concedido el Premio Nobel de Medicina o Fisiología a Karl Deisseroth, Peter Hegemann y Georg Nagel por su trabajo en optogenética, concretamente por sus descubrimientos relativos a los canales iónicos activados por luz aplicados a este método que permite activar o desactivar neuronas y se utiliza en laboratorios de investigación todo el mundo para desvelar los misterios del cerebro.
La optogenética se basa en el uso de canales y bombas de iones sensibles a la luz (opsinas) para la activar o inhibir neuronas, técnica científica que combina la ingeniería genética y la óptica para controlar la actividad de células específicas
"Los galardonados han sentado las bases de una nueva era en la neurociencia. La optogenética ha alterado fundamentalmente nuestra comprensión del cerebro. Cada día trae nuevos descubrimientos, ayudando a resolver uno de los grandes misterios de la humanidad: cómo funciona nuestro increíble cerebro". "Utilizando la optogenética, los investigadores han podido revelar circuitos neuronales que gobiernan recuerdos, emociones y comportamientos específicos relevantes para trastornos neurológicos y psiquiátricos", señala el insituto Karolinska.
Peter Hegemann y Georg Nagel descubrieron en 2020 la canalrodopsina, una proteína de una alga unicelular que abren canales iónicos al iluminarse. "Hegemann se preguntó cómo Chlamydomonas, una alga unicelular, era capaz de nadar hacia una fuente de luz. "A principios del año 2000, él y Georg Nagel descubrieron esta proteína algal con propiedades únicas, situada en la superficie de la célula. Vieron que cuando se la ilumina con luz azul, se abre un canal a través de la proteína por el que iones cargados fluyen hacia la célula, creando un impulso eléctrico. Y descubrieron que esas células se volvían sensibles a la luz independientemente de en qué célula colocaran la proteína. Después, Deisseroth las llevó al cerebro de mamíferos para encender o apagar circuitos concretos con una precisión temporal de milisegundos.
“El Nobel de Medicina oremia una idea tan sencilla como revolucionaria: controlar neuronas con luz" resume en SMC España Gertrudis Perea, científica titular y responsable del Laboratorio de Redes Neuronales y Gliales del Centro de Neurociencia Cajal, CNC-CSIC. "La optogenética ha permitido pasar de observar el cerebro a entender qué circuitos causan la memoria, el miedo o la adicción, y abriendo, además, la posibilidad de tratar enfermedades como la ceguera. Este reconocimiento representa también el triunfo de la ciencia básica que, partiendo de un alga, ha iluminado la neurociencia”.
Karl Deisseroth transformó la proteína en un interruptor controlado por luz para células nerviosas: introdujo el gen para channelrhodopsin en células nerviosas de ratas y al iluminar las células con luz azul, fue capaz de activar una señal nerviosa, avance que publicó en 2005. Dos años después, hizo que este interruptor controlado por luz para células nerviosas funcionara en los cerebros de ratones vivos.“Aunque inicialmente la optogenética, que permite controlar la actividad de células mediante luz, se desarrolló para la neurociencia, actualmente se utiliza en múltiples disciplinas biomédicas, como la cardiología, la oftalmología y la inmunología", apunta Raül Andero Galí, profesor investigador ICREA, director de Andero Lab y del Rodent Behavioral Core de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) e investigador del departamento de Psicobiología y Metodología de las Ciencias de la Salud de la UAB y del Instituto de Salud Carlos III, CIBERSAM.
"Esta técnica nos ha permitido llevar el estudio del cerebro a niveles que se hubieran considerado ciencia ficción antes de su descubrimiento en 2005 como, por ejemplo, encender y apagar recuerdos específicos en animales de laboratorio en cuestión de milisegundos”.
Marta Navarrete, investigadora del Centro de Neurociencias Cajal – CSIC e investigadora principal del Laboratorio de Dinámica y Plasticidad del Circuito Glia-Neurona, ahonda en la relevancia del descubrimiento de los galardonados. "Antes era enormemente difícil manipular poblaciones celulares concretas con precisión temporal, por lo que supuso una simplificación brutal de nuestra capacidad para intervenir en los circuitos cerebrales con precisión".
"Pero su impacto va mucho más allá: ha cambiado la manera de estudiar la causalidad en neurociencia. Ya no solo podemos observar qué células o qué tipo celular se activan, como ya hacía Cajal hace más de 100 años, sino intervenir sobre ellas y preguntarnos directamente cuál es su función".
Karl Deisseroth, Peter Hegemann y Georg Nagel han cambiado para siempre nuestra manera de estudiar el funcionamiento del cerebro, prosigue Nicolò Accanto, responsable del grupo de Fotónica no lineal para la Neurociencia en el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC). "Gracias a la optogenética, hoy en día se pueden activar o inhibir poblaciones neuronales específicas, simplemente iluminándolas con luz a la longitud de onda correcta. Su gran ventaja es la precisión genética que permite expresar proteínas sensibles a la luz solo en neuronas que comparten una determinada identidad molecular. De este modo, al iluminarlas, podemos controlar su actividad mientras las demás neuronas siguen funcionando con normalidad".
"Cuando se aplica en animales de laboratorio, como ratones, mientras realizan una conducta concreta, los neurocientíficos pueden averiguar qué ocurre al inhibir esas neuronas (¿deja el animal de hacer esa conducta?) o al activarlas (¿se produce la misma conducta?). De esa manera se puede obtener información muy valiosa sobre el funcionamiento del cerebro, al poderse averiguar qué grupos de neuronas son necesarios o suficientes para producir determinados comportamientos”.
"Sus descubrimientos han supuesto una revolución para la investigación en neurociencias. El uso de canales iónicos sensibles a la luz, expresados en poblaciones específicas de células en el cerebro, nos permite controlar su actividad con una resolución espacial y temporal sin precedentes, coincide Cristina García Frigola, directora científica del Servicio de Vectores Neurotrópicos del Instituto de Neurociencias (CSIC-UMH).
"Esta sofisticada tecnología nos permite activar y desactivar circuitos neuronales específicos y así poder caracterizar cuáles son sus funciones en el cerebro. Se ha convertido en una herramienta fundamental para el estudio del cerebro, así como, para la identificación del origen de enfermedades neurológicas y psiquiátricas, abriendo nuevas perspectivas terapéuticas”.
Jorge Brotons Mas, profesor en el grado de Psicología de la Universidad CEU Cardenal Herrera en Elche e investigador de las bases neuronales de la memoria, apunta por su parte que la optogenética ha significado un antes y un después en cómo se estudia el cerebro. "Permite establecer como la actividad de diferentes neuronas contribuyen, entre otros procesos cognitivos, a la formación de memorias o a la toma de decisiones. Esto ha trasformado la neurociencia, ayudando a comprender qué falla en enfermedades como el alzhéimer o la epilepsia, abriendo así vías de investigación para la creación de nuevas intervenciones terapéuticas (...). Es uno de los descubrimientos que ha cambiado la investigación del cerebro y que, sobre todo, tiene un enorme potencial para beneficiar a la sociedad”.
El cerebro busca un equilibrio entre la memoria y los nuevos recuerdos para adaptarse al entornoUn estudio sugiere que los pacientes con depresión tienen menos síntomas si no comen alimentos ultraprocesadosComer dulces o tomar azúcar aumenta los efectos nocivos de los antibióticos en el microbioma intestinal Comentar ÚLTIMA HORA-
13:45
Repsol inaugura una estación de recarga ultrarrápida en Manzanares y se acerca a 5.000 puntos operativos en España
-
13:29
Una legislatura tramposa y desperdiciada para la economía
-
13:15
Santa Bárbara y Ficosa firman un contrato de tecnologías de visión para blindados
-
13:05
El pionero impuesto ecológico a los vuelos contribuye al aumento del coste de los viajes
-
13:05
Euríbor hoy, 05 de octubre: El Euríbor se desinfla y alegra a los hipotecados