La optogenética es una rama emergente de la ciencia que utiliza el conocimiento de la fisiología celular, la genética y la terapia génica para modular eventos moleculares en las células de manera específica. Se basa en el uso de proteínas de ciertos organismos (por ejemplo, algunas algas unicelulares) que cambian de conformación en presencia de luz modificando el potencial de acción de la membrana: estas proteínas, "transferidas" a células que normalmente no son excitables, hacen que estas células excitables por la luz. Los investigadores utilizan la optogenética para "activar" o "desactivar" células con notable precisión (células individuales o regiones de células) en animales vivos.
Ya en la década de 70, muchos laboratorios identificaron varias proteínas transmembrana, llamadas opsinas, que reaccionaban a la luz (cada una a una frecuencia diferente); pero fue recién en 2005 que el equipo de K. Deisseroth, del MIT, publicó un artículo revolucionario: de hecho al integrar una de estas opsinas, Channelrhododopsin-2 (ChR2), con las normalmente presentes en un cultivo de células cerebrales murinas y Estimulándolo a través de un láser, los investigadores pudieron disparar neuronas con una precisión de tiempo del orden de milisegundos.
Al principio, la optogenética utilizó el ADN de ChR2, que normalmente permite que las algas sigan la luz, para controlar la actividad de las neuronas activando una luz de longitud de onda específica. En la rama de la neurofisiología, se espera que la optogenética “haga posible en un futuro cercano tratar de manera efectiva muchas patologías del cerebro y más allá”.
Aplicada a la oftalmología, esta técnica puede dar importantes resultados para el tratamiento de patologías retinianas, también heredadas de familias, al reactivar la función retiniana, y por tanto el proceso de la visión, al "insertar" el ADN de proteínas fotosensibles en las células retinianas que son normalmente no reacciona a la luz pero puede, de esta manera, volverse así.
En el ojo actúan dos tipos de células fotorreceptoras, los conos, responsables de la visión de los colores, y los bastones, que garantizan la visión nocturna.
Ambos tipos de células, una vez impactadas por los fotones que componen la luz, producen una señal eléctrica que se transmite al nervio óptico y de éste al cerebro. La técnica de la optogenética aplicada a la oftalmología consiste en el uso de un virus atenuado que contiene ADN de ChR2 que, una vez que ha entrado en las células de la retina diana, les permite expresar la proteína que las hace sensibles a la luz y capaces de estimular el fenómeno de la visión, al igual que cómo lo hacen los bastones y los conos, los fotorreceptores de la retina que lamentablemente faltan en muchas patologías retinianas.
Los investigadores de la Retina Foundation of the Southwest en Dallas, Texas, fueron los primeros en utilizar la optogenética para controlar con precisión las células. El estudio se basó en la modificación del ADN de unas células de la retina, las células gliales, para hacerlas reaccionar con la luz y enviar señales al cerebro para remediar la pérdida de fotorreceptores que provoca la retinosis pigmentaria con la inyección de virus que contienen la ADN obtenido de algas, lo que permite que las células gliales comiencen a producir proteínas sensibles a la luz, convirtiéndose en células capaces de reaccionar a la luz.
El objetivo del estudio era producir al menos 100.000 células sensibles a la luz, una cantidad suficiente para restaurar la visión suficiente a los pacientes.
El tratamiento tenía limitaciones ya que la proteína de las algas solo reacciona al componente azul de la luz, lo que resulta en una visión monocromática para los pacientes, probablemente con tendencia al blanco y negro. Otro obstáculo radica en el hecho de que la proteína no tiene la sensibilidad a una longitud de onda de luz compatible con la salud de la retina.
Los resultados obtenidos hasta ahora en los distintos campos de aplicación de la optogenética y el compromiso puesto en marcha por excelentes grupos de investigación especializados en el sector repartidos por todo el mundo nos hacen esperar que la nueva tecnología pueda representar pronto un arma más concreta para la lucha. contra la ceguera.
