Optogenetica

Optogenética y
control de neuronas.
¿Qué es? ¿Cómo se realiza?
¿Cuáles son las aplicaciones que
se plantean para estas técnicas?
¿Cuáles son los cuestionamientos
bioéticos a su aplicación en
animales y seres humanos?


 

Agosto, 2013
 

 

El cerebro humano es nuestro órgano más complejo, que controla un sinnúmero de
procesos. Por mucho tiempo se utilizaron métodos conmicroelectrodos o se utilizaban
métodos farmacológicos, sin embargo, estas técnicas no permitían controles temporales y
espaciales precisos. En este contexto, el año 2005 se desarrolló una nueva técnica llamada
optogenética que nos permite el estudio de la función de grupos neuronales a una escala
nanométrica y en milisegundos. El desarrollo de la optogenética comenzó con el estudio de
un canalsensible a la luz, conocido como canalrodopsina-2 (ChR2), perteneciente al alga
chlamydomonas reinhardtii. Este tratamiento consistía en estimular el ChR2 con luz azul,
para permitir el paso de iones al interior de la neurona y así introducir, por medio de
sistemas lentivirales o adenovirales con promotores específicos, llevar el cDNA de esta
opsina dentro de ellas. De esta forma sólo lasneuronas que incorporaron el DNA a su
genoma serán capaces de expresar ChR2 en su soma y dendritas. La optogenética, al ser
un método muy preciso, ha permitido identificar la actividad de grupos de neuronas y sus
efectos en distintos ámbitos, lo cual seguramente traerá beneficios terapéuticos para
muchos padecimientos, como por ejemplo el Parkinson, la epilepsia, entre otros. Este nuevo
método(la optogenética) también ha permitido a científicos manipular células ajenas al
sistema nervioso, un caso ejemplificado de esto es que logró que ratones ciegos recuperen
la vista. Incluso a través de la optogenética se ha logrado regular la función cardiaca.
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Human brain is our most complex organ, which controls a great number of processes. For a
long time we usedmicroelectrode methods or pharmacological methods, however, these techniques
do not allow precise temporal and spatial control. In this context, in year 2005 was developed a new
technique called optogenetics that allows us to study the role of neuronal groups and nanometer scale
in milliseconds. The development of optogenetics began with the study of a light-sensitive channel,
known aschannelrhodopsin-2 (ChR2), belonging to the alga Chlamydomonas reinhardtii. This
treatment was to stimulate ChR2 with blue light to allow the passage of ions into the neuron and
thereby introducing, through lentiviral or adenoviral systems, specific promoters to carry the cDNA of
this opsin within them. By this, only the neurons that incorporated into its genome the DNA will be able
to express ChR2in soma and dendrites. Optogenetics, is a very accurate method, which has identified
the activity of groups of neurons and their effects in different areas, this will surely bring therapeutic
benefits for many diseases and conditions, such as Parkinson's, epilepsy, among others. This new
method (optogenetics) has also allowed foreign cells manipulate the nervous system, a example of
this is acase in which scientists managed to regain sight blind mice. Scientists had had regulate heart
function by optogentic.

Palabras claves: canalrodopsina-2 (channelrhodopsin-2), cerebro (brain) , Karl
Deisseroth, Método del año (method of the year),
(optogenetic)

neuronas (neurons), optogenética

La optogenética, como la describe Karl Deisseroth (2010) en su publicación en la
prestigiosarevista Nature Methods, es un descubrimiento científico y tecnológico que
permite obtener el control de eventos determinados y específicos en diversos sistemas
biológicos mediante el control óptico de ciertas células.
El portal de Medicina Molecular de FIBAO (2010), define la Optogenética como
“Conjunto de tecnologías que permite el control rápido y dirigido de eventos específicos en...