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Innovación biomédica

30 mar 2017

Optogenética: restauración de la función neuronal después de procesos patológicos celulares

Al empezar a planear como sería mi lista de entradas para el blog de Innovación en Ingeniería Biomédica para el 2017, concluí que la primera estará relacionada con Neurociencias, y bueno se preguntarán: ¿por qué? El furor que está teniendo esta temática en particular, lo plantea como una tentación para escribir sobre ciencia. Fue ahí donde surgió mi segunda pregunta: ¿de qué hablaré? Hace algunos años cuando estaba investigando sobre catéteres intracraneales para reparar tejido cerebral, encontré el término “optogenética” y después de pasar varias horas leyendo me pareció pertinente hablar un poco sobre él. Quiero aclarar que no soy un experto en el tema, sin embargo, creo que es pertinente contextualizar esta innovación que en los últimos años ha dado mucho de qué hablar, así que comenzaré por describir de manera general en qué consiste esta metodología.

Como su nombre lo indica, la optogenética consiste en una relación entre la física óptica (opto) y la genética, y se preguntarán: ¿qué viene siendo eso? Todo se basa en un biomolécula conocida como foto proteína (proteína que reacciona en presencia de fotones), la cual generalmente se activa con factores como los iones de calcio (Ca+2), detectando algún tipo de actividad fisiológica. Este principio concede una ventaja de la optogenética con respecto a otras técnicas de monitorización y es que permite que la velocidad de muestreo sea bastante rápida, para ser más detallado, se da a cabo una reacción que ocurre en milésimas de segundo, esto permite tener un control en el tiempo real de censado de la actividad fisiológica de organismos vivos.

Esta novedad tuvo un impacto inmediato en la Neurociencia, ya que permitía un estudio individualizado en células vivas, hasta el momento un procedimiento complejo debido a la naturaleza del sistema nervioso. La novedad de todo lo anterior consiste en que se pueden activar procesos biológicos con haces de radiación no ionizante, siempre en el espectro de luz visible, lo que implica reducir el riesgo de inducir daños sobre el tejido vivo durante la medición por factores exógenos. Esto se traduce en que la activación celular mediante fotones permite inducir patrones eléctricos en las diferentes capas del cerebro, produciendo diferentes respuestas en los organismos evaluados. Aunque este tipo de estudios en su mayoría se llevan a cabo en animales, aplicaciones recientes en seres humanos muestran cómo la técnica podría ser utilizada para tratar enfermedades neurales como la ceguera por daño del nervio óptico.

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¡Así es! Y llegamos a un punto importante, el siguiente paso consiste en encontrar una aplicación terapéutica. Un punto relevante en el desarrollo de la optogenética es su aplicación en terapias contra el deterioro o pérdida del tejido neuronal como es el daño del nervio óptico, con esto quiero decir que el desarrollo de proteínas fotosensibles, como las existentes en las algas, está cerca de acoplarse en actividades de tratamiento a patologías clínicas. Las bases de esta técnica se empezaron a establecer en 1999 en la Universidad de California, en San Diego, Estados Unidos hasta incluirse en 2010 en los ‘Insights of the Decade’ de la revista Science, como uno de los avances más significativos de la década. Además, su desarrollo es prometedor, para este siglo XXI, los doctores Ed Boy-den, Karl Deisseroth y Gero Miesenböck, fueron condecorados por la Fundación BBVA por su estudio sobre las primeras aplicaciones clínicas del método en pacientes humanos.

Para terminar, me surge una última inquietud: ¿cuál es el siguiente paso para Colombia en el mundo de las Neurociencias? Personalmente, creo que el país tiene  el potencial para establecerse como una referencia regional en el tema. Recuerdo que el reconocido médico neurofisiólogo colombiano Dr. Rodolfo Llinás (que además, participa con el New York Medical College en temas relacionados con, Optogenética y su trabajo con el Alzheimer, demostraron que no es una utopía trabajar en temas de interés global, considerando el enorme potencial de nuestra diversidad en términos de material biológico (pensando en la utilidad que tienen las algas) para estudios científicos. Lo anterior me lleva a reflexionar sobre la necesidad de inversión en ciencia, tecnología e innovación, y su potenciación. Colombia es un país con todo lo necesario para desarrollar investigaciones de alto impacto en salud.


Palabras relacionadas:
Optogenética, física óptica, genética, tratamientos neuronales, adelantos para tratamientos neuronales, biomoléculas, tratamientos con biomoléculas
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