Los alcances de la optogenética explicados por uno de nuestros investigadores

Dr. Christian Cea Del Río, académico e investigador del CIBAP, aborda alcances de la técnica premiada, que permite controlar la actividad de las neuronas mediante luz y abre nuevas perspectivas para comprender el funcionamiento cerebral.

La Asamblea Nobel del Instituto Karolinska de Estocolmo anunció la semana pasada el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2026 para los investigadores Karl Deisseroth, de Estados Unidos, y para los alemanes Peter Hegemann y Georg Nagel por sus revolucionarios descubrimientos en torno a los canales iónicos activados por luz y el desarrollo de la optogenética.

En palabras simples, la optogenética es una innovadora técnica que permite controlar con precisión la actividad de las neuronas utilizando luz y que es capaz de activar o inhibir dicha actividad, abriendo un horizonte para comprender el funcionamiento cerebral y abordar trastornos neurológicos y psiquiátricos. Esta herramienta se usa en la actualidad en laboratorios de todo el mundo para “develar los misterios del cerebro”, señalan desde el Instituto Karolinska.

De algas a mamíferos: el origen de un descubrimiento
Para entender la importancia de este avance, el Dr. Christian Cea Del Río, académico e investigador del Centro de Investigación Biomédica Aplicada (CIBAP) de Medicina USACH, explica cómo se gestó esta técnica a partir de los hallazgos iniciales de Hegemann y Nagel:
“Nace básicamente de estudios originales de dos de los tres científicos que fueron premiados, Peter Hegemann y Georg Nagel, quienes identificaron esta proteína que es capaz de activarse con la luz y que está presente en algas, las cuales la usan para sus procesos de fotosíntesis”, dice.

Esta proteína, denominada canalrodopsina (channelrhodopsin), combina un sensor de luz y un canal que permite el paso de iones a través de él, explica el investigador de la USACH. Al recibir luz, el canal iónico se abre o se cierra permitiendo que estas neuronas se activen o se desactiven, un mecanismo semejante al que ocurre de forma natural en las sinapsis de los mamíferos.

El punto de inflexión llegó de la mano de Karl Deisseroth —psiquiatra, neurocientífico y bioingeniero de la Universidad de Stanford—, quien logró integrar esta propiedad en células de mamíferos a través de metodología genética.

“Karl Deisseroth pudo metodológicamente utilizar las propiedades de esta proteína e incorporarla a través de procesos genéticos […] en neuronas, y en ese contexto poder hacer activación de canales iónicos por luz”, señala el Dr. Cea. “Básicamente transfirió lo que existía en un tipo de alga a los mamíferos”, detalla.

Importancia: precisión temporal y espacial
Frente a los métodos tradicionales de estimulación eléctrica o farmacológica, que suelen activar grupos neuronales más diversos y heterogéneos, la optogenética destaca por su alta especificidad.

El investigador del CIBAP aclara que se podían “modificar grupos neuronales que tuvieran ciertas propiedades, que por ejemplo participaran de una conducta en específico o que liberaran un neurotransmisor en específico”, pero ese cambio “nos lleva a encontrarnos con una población más específica y la podemos controlar con mucha más precisión en tiempo, en espacio, y así además correlacionar las observaciones que podemos ver debido a esa activación con el tipo de función celular, fisiológica o conductual”.

Memoria, medición y cognición
Asimismo, el investigador del CIBAP indica que la optogenética ayuda a comprender mejor los circuitos cerebrales involucrados en la memoria, las emociones, la conducta y los procesos cognitivos, ya que se “ha podido correlacionar mucho más específicamente grupos neuronales con ciertas conductas en específico”.

Según explica el Dr. Cea, aunque estas funciones se han estudiado durante mucho tiempo, las estimulaciones eléctricas o farmacológicas, por ser menos específicas, dificultaban la asociación entre circuitos neuronales y conductas. En cambio, la activación por luz permite establecer una correlación más directa: “Genéticamente uno puede poner estas canalrodopsinas en ciertas células que cumplen ciertas funciones, que son un grupo homogéneo, y apagarlas o encenderlas”.

Así, ejemplifica, es posible observar cómo un animal deja de realizar una tarea conductual al apagar un grupo de neuronas o comienza a realizarla cuando estas se activan. “Y así se ha demostrado en diferentes contextos”.

Potencial terapéutico
El Dr. Cea explica que el principal aporte de la optogenética es indirecto, desde la investigación básico-clínica, ya que permite comprender “cómo determinados grupos neuronales participan dentro de ciertas funciones, enfermedades o síndromes”, y cómo a partir de ese conocimiento, es posible buscar, mediante otras herramientas terapéuticas y farmacológicas, intervenirlas y quizás buscar maneras de rescatar o devolver la funcionalidad esperada.

Su uso como tratamiento directo, en cambio, está mucho menos explorado, señala. Para aplicarla en humanos, dice el académico, se requeriría terapia génica “para introducir los genes que se activan con luz”, además de dispositivos que permitan dirigirla hacia las células “que van a expresar estas proteínas”.

Estos avances deben seguir desarrollándose desde el punto de vista científico y bioético para lograr intervenciones útiles y seguras para los pacientes.

Aunque existen avances en modelos animales, particularmente en epilepsia, el Dr. Cea advierte que aún no es posible determinar cuánto tiempo podría tomar su aplicación en humanos: “de aquí a que éstos lleguen eventualmente a humanos puede pasar un tiempo que no sabría yo bien determinar, es inespecífico todavía”.