Los descubrimientos de Karl Deisseroth, Peter Hegemann y Georg Nagel, galardonados con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2026, permitieron desarrollar la optogenética, una técnica que utiliza luz para activar o inhibir neuronas de manera rápida y precisa y que transformó la forma de estudiar el cerebro.
José Fernando Peña Ortega, investigador del Instituto de Neurobiología de la UNAM, explicó que esta herramienta permite realizar experimentos para identificar con mayor precisión las causas y consecuencias de distintas funciones cerebrales.
Detalló que la técnica utiliza proteínas sensibles a la luz llamadas opsinas. Al introducir en determinadas células los genes que producen estas proteínas, los investigadores pueden modificar su actividad mediante estímulos luminosos.
“Esto es importante porque las neuronas funcionan a través de cambios eléctricos”, explicó Peña Ortega, especialista en circuitos neuronales y miembro nivel III del Sistema Nacional de Investigadoras e Investigadores.
Los científicos alemanes Peter Hegemann y Georg Nagel identificaron opsinas presentes en la naturaleza y los genes que codifican estas proteínas. Posteriormente, Karl Deisseroth consiguió expresar esos genes en neuronas para controlar su actividad y estudiar las funciones en las que participan.
Las opsinas provienen de organismos como algas, bacterias y arqueas, que utilizan su sensibilidad a la luz para orientarse, un comportamiento conocido como fototaxia.
“De algas y bacterias hemos obtenido opsinas sensibles a diferentes tipos de luz. Usamos los genes que las codifican para introducirlos a diferentes tipos celulares en el cerebro y modular con luz la actividad de estas”, detalló Peña Ortega.
De esta manera, los investigadores pueden activar o inhibir grupos específicos de células y observar qué efecto tiene esa intervención sobre una determinada función cerebral.
Una de las principales ventajas frente a métodos anteriores es precisamente su precisión. La estimulación eléctrica mediante electrodos puede activar simultáneamente diferentes tipos de neuronas ubicadas en una misma región. La optogenética, en cambio, permite seleccionar las células que se quieren estudiar mediante herramientas genéticas.
“Podemos expresar las opsinas sensibles a la luz en un tipo celular sin dañar a otro”, señaló el investigador del campus Juriquilla de la UNAM.
Esta capacidad ha permitido estudiar con mayor detalle circuitos relacionados, por ejemplo, con el movimiento o con la forma en que el cerebro procesa experiencias placenteras.
De los laboratorios a posibles tratamientos
La optogenética se utiliza actualmente en numerosos laboratorios alrededor del mundo y también comienzan a explorarse posibles aplicaciones clínicas. Sin embargo, Peña Ortega precisó que todavía no existe un tratamiento médico establecido que utilice esta técnica como herramienta fundamental.
Uno de los campos con mayores avances es el de la visión. En pacientes con retinitis pigmentosa, enfermedad que provoca la pérdida de los fotorreceptores de la retina, se han realizado aproximaciones experimentales con opsinas derivadas de los descubrimientos de Hegemann y Nagel.
“Se han introducido a la retina donde estaban los fotorreceptores, y su expresión en las células que quedan ahí, han permitido que los pacientes perciban la luz”, explicó el universitario.
La técnica también ha comenzado a utilizarse para investigar el funcionamiento de órganos distintos al cerebro.
En México, diversos laboratorios incorporaron la optogenética desde etapas tempranas de su desarrollo. Para Peña Ortega, su importancia radica en que cambió la manera de formular preguntas sobre el cerebro: en lugar de limitarse a observar qué neuronas se activan durante una función, ahora es posible intervenir sobre células específicas y analizar directamente las consecuencias de activarlas o inhibirlas.
CHZ