La OPTOGENETICA

¿Qué és la Optogenética y para qué se emplea?

Artículo publicado en NEURODEGNET (Facebook) por el investigador Toni Matilla Dueñas

La optogenética: iluminar las neuronas para descubrir los caminos del cerebro.

En los últimos años una nueva técnica denominada optogenética está dando mucho que hablar en las neurociencias. El principio de esta técnica es sencillo (aunque ponerlo a punto sea bastante más complicado): se crean animales transgénicos que expresan en las células... que nosotros queramos ciertas proteínas que se activan en respuesta a la luz de una determinada longitud de onda. Pero, ¿para qué sirve esta técnica? Pues, fundamentalmente, para estudiar circuitos cerebrales, así como la implicación de tipos específicos de neuronas en diversas conductas, o determinados procesos que tienen lugar en el cerebro.

Así pues, ¿de dónde salen estas proteínas que se activan en respuesta a la luz de una determinada longitud de onda? Todos conocemos moléculas que pueden activarse en respuesta a la luz, como la clorofila, que se encuentra en las plantas, o las rodopsinas, que se encuentran en los conos de la retina. Las que se emplean en los modelos optogenéticos suelen proceder de bacterias, y pueden ser de varios tipos, pero en general constituyen lo que se denomina canales iónicos. Es decir, que cuando se activa esa proteína se abre un poro en la membrana en la que se encuentra embebida y permite el paso específico de iones a través de la membrana de la célula en cuestión. Así, dependiendo del tipo de canal iónico que expresemos en una neurona podremos hacer que esta se active (si el canal es de calcio o de sodio) o que se inhiba (si es de potasio).

El siguiente paso consistirá en secuenciar el gen que contiene la información que codifica en las bacterias para esos canales, e insertarlo en las neuronas que nosotros queramos. Esto se consigue inyectando un virus en el cerebro de los animales. Dichos virus se habrán generado mediante ingeniería genética, insertando en ellos no sólo la información genética necesaria para generar la proteína deseada, sino además una secuencia (denominada promotor) que permite que esa proteína sólo se exprese en las neuronas que nosotros queramos (si no, correríamos el riesgo de que la proteína se insertase en cualquier célula del organismo).

Una vez que tenemos a nuestro animal expresando la proteína que queríamos y en los tipos neuronales deseados, el siguiente paso sería activar esas proteínas. ¿Cómo hacerlo? Pues implantando al animal un cable de fibra óptica que llegue hasta la región del cerebro cuya actividad queremos modular. Una vez hecho esto, que es posiblemente lo menos difícil de todo, porque se basa en cirugía estereotáxica (que se lleva realizando durante decenas de años), el siguiente paso consistiría en conectar esa fibra óptica a una fuente de luz. Y la mejor forma de conseguir una fuente de luz de una longitud de onda determinada es emplear un láser. A partir de ahí ya todo consiste en encender o apagar la luz y medir lo que se nos antoje, como una determinada conducta, ciertos marcadores bioquímicos que sospechemos que pueden variar cuando activamos esas células, o incluso respuestas eléctricas en otras regiones del cerebro que pensemos que pueden estar conectadas con las neuronas cuya actividad estamos modulando.

Os paso el video que aunque está en inglés demuestra cómo un ratón expresa el gen "iluminado" en las neuronas de interés que se puede seguir por la luz que emite.

Está en inglés pero echarle un vistazo que vale la pena.



Extraído del Blog "El Cerebro de Darwin".