Luz para estudiar las neuronas: del Nobel al Clemente Estable
La luz puede ser mucho más que una herramienta para observar células: también permite intervenir en su actividad y estudiar cómo funcionan. El Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2026 reconoció a Karl Deisseroth, Peter Hegemann y Georg Nagel por sus descubrimientos sobre canales iónicos activados por luz y cómo pueden ser utilizados para controlar la actividad celular, una técnica conocida actualmente como optogenética.
La optogenética combina herramientas genéticas y ópticas: las primeras permiten introducir en neuronas específicas proteínas sensibles a la luz; las segundas hacen posible controlar la actividad de estas neuronas con gran precisión espacial y temporal. Así, la optogenética permite explorar qué funciones cumplen distintas poblaciones de neuronas y cómo participan en los circuitos neuronales. Con esta técnica los investigadores han logrado realizar experimentos que eran considerados imposibles hace veinte años, como inducir movimientos musculares, evocar memorias precisas y provocar comportamientos específicos.
Además, la optogenética es un ejemplo paradigmático de la contribución a priori improbable de diferentes disciplinas, todas ellas representadas en el Instituto Clemente Estable, que terminan confluyendo en el desarrollo de una de las técnicas actualmente más usadas en neurociencias.
En efecto, la proteína sensible a la luz que se descubrió originalmente por los trabajos de Hegemann y Nagel, la channelrhodopsin, es una proteína hallada en el alga unicelular Chlamydomonas reinhardtii. Mediante el uso de herramientas genéticas y de biología molecular, Hegemann y Nagel demostraron que todos los tipos celulares donde se lograba expresar la channelrhodopsina se volvían fotosensibles. Karl Deisseroth, también premiado con el premio Nobel, afinó la técnica y logró lo que parecía altamente improbable: insertar el gen de la channelrhodopsin en neuronas y lograr que estas evoquen una señal eléctrica cuando son iluminadas.
La luz como herramienta de investigación
El Instituto Clemente Estable ha sido pionero en el uso de técnicas ópticas para estudiar múltiples problemas biológicos. Entre estas herramientas se encuentra el desenjaulado o fotólisis: un pulso de luz libera una sustancia que estaba retenida en un compuesto fotosensible.
A diferencia de la optogenética, esta técnica permite intervenir sobre el entorno químico de la célula o sobre procesos que ocurren en su interior. Ambas aproximaciones comparten una posibilidad valiosa para la investigación: intervenir en momentos y lugares definidos y analizar la respuesta neuronal.
En una investigación reciente realizada por Magdalena Vitar, Daniel Prieto, Raúl Russo y Federico Trigo, junto a Stavros Malas, se utilizó la fotólisis localizada de protones en conjunto con registros eléctricos y microscopía confocal para estudiar a las neuronas que contactan el líquido cefalorraquídeo en la médula espinal de ratones.
El trabajo, publicado hace unos días en la revista eLife, permitió identificar que el proceso apical de estas neuronas es el compartimiento neuronal responsable de la detección de los cambios de pH en el líquido cefalorraquídeo.
Nuevas herramientas, nuevas preguntas
El Nobel de este año destaca cómo el desarrollo de una herramienta experimental puede abrir nuevas formas de investigar. Controlar la actividad celular con luz permite explorar relaciones entre la actividad de las neuronas y las funciones de los circuitos que integran.
Desde el Instituto Clemente Estable, el trabajo recientemente publicado por Magdalena Vitar y colaboradores contribuye a ese esfuerzo por comprender el sistema nervioso mediante intervenciones precisas y registros electrofisiológicos detallados de las respuestas neuronales. Son investigaciones que construyen conocimiento sobre procesos fundamentales de la vida y amplían las preguntas que la ciencia puede abordar.
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Esquema del desenjaulado: un láser focalizado a través del objetivo produce cambios de pH. Descargar imagen : Esquema del desenjaulado: un láser focalizado a través del objetivo produce cambios de pH.
