Cient¨ªficos de EE UU toman el control de un animal con ondas sonoras

El v¨ªdeo es impactante. Un gusano que comparte el 40% de sus genes con el ser humano se mueve de izquierda a derecha. De repente, pega un giro brusco sin causa aparente y da media vuelta. La escena se produce en un laboratorio del Instituto Salk en La Jolla (EE UU) y el gusano no es un bicho normal. Ha sido modificado gen¨¦ticamente para que algunas c¨¦lulas de su sistema nervioso se activen con ultrasonidos, ondas sonoras imperceptibles por el o¨ªdo humano. El gusano es una marioneta y los hilos son sonidos inaudibles. El titiritero es el neurobi¨®logo Sreekanth Chalasani.

Con estos mimbres, un escritor de ciencia ficci¨®n necesita poco m¨¢s para armar una historia de zombis humanos movidos por ultrasonidos, pero tendr¨¢ que echarle mucha imaginaci¨®n. La nueva t¨¦cnica, bautizada sonogen¨¦tica, de momento solo se ha probado en gusanos de la especie Caenorhabditis elegans, unas criaturas de un mil¨ªmetro muy utilizadas por la comunidad cient¨ªfica para estudiar enfermedades como el alzh¨¦imer y la obesidad.

La sonogen¨¦tica es una t¨¦cnica similar a la m¨¢s veterana optogen¨¦tica, en la que se instalan genes de algas sensibles a la luz a bordo de virus inofensivos que infectan a animales (terapia g¨¦nica). El nuevo material gen¨¦tico en las neuronas animales produce prote¨ªnas que funcionan como un interruptor de las c¨¦lulas, apag¨¢ndolas y encendi¨¦ndolas en funci¨®n de r¨¢fagas de luz l¨¢ser emitidas por los cient¨ªficos. Con la optogen¨¦tica ya se ha logrado controlar el comportamiento de monos y es muy utilizada para averiguar la funci¨®n de c¨¦lulas concretas.

¡°Si utilizamos terapia g¨¦nica y un virus terap¨¦utico [como en la optogen¨¦tica], podr¨ªamos hacer que determinadas neuronas humanas fueran temporalmente sensibles a se?ales de ultrasonido para ciertos tratamientos neurol¨®gicos¡±, imagina Chalasani, principal autor del estudio. ¡°Tenemos que trabajar mucho m¨¢s antes de que podamos utilizar este m¨¦todo para una terapia en humanos, pero somos optimistas¡±, sostiene. Chalasani cree que la sonogen¨¦tica podr¨ªa emplearse en el futuro como t¨¦cnica contra el p¨¢rkinson en sustituci¨®n de la actual estimulaci¨®n cerebral profunda, un tratamiento que requiere implantar un electrodo dentro del cr¨¢neo de un paciente para estimular con electricidad zonas espec¨ªficas de su cerebro.

El equipo de Chalasani detect¨® en la membrana de algunas c¨¦lulas una prote¨ªna sensible a los ultrasonidos. Luego modific¨® gen¨¦ticamente a los gusanos para que algunas de sus neuronas incluyeran este interruptor natural de encendido y apagado. ¡°Ahora tenemos que demostrar que esta t¨¦cnica funciona en otros animales, incluyendo los ratones¡±, admite el neurobi¨®logo.

Los autores ven un posible tratamiento contra el p¨¢rkinson en el futuro

Chalasani, que acaba de publicar su estudio en la revista cient¨ªfica Nature Communications, cree que la sonogen¨¦tica puede sustituir a la optogen¨¦tica, inventada en 2004 en la Universidad de Stanford (EE UU) y todav¨ªa sin aterrizar en los hospitales. ¡°La optogen¨¦tica funciona bien, pero para llegar a c¨¦lulas o tejidos profundos necesitas una operaci¨®n quir¨²rgica para insertar fibra ¨®ptica¡±, argumenta el investigador. Este m¨¦todo se hizo famoso por los v¨ªdeos del neurocient¨ªfico Karl Deisseroth, en los que mostraba a ratones teledirigidos mediante una fibra ¨®ptica en su cr¨¢neo. La sonogen¨¦tica, defiende Chalasani, no requiere cirug¨ªa invasiva, ya que los ultrasonidos viajan sin problemas a trav¨¦s del cerebro y otros tejidos.

¡°La sonogen¨¦tica est¨¢ bien como principio, pero no es una revoluci¨®n¡±, opina Luis de Lecea, un espa?ol profesor de Psiquiatr¨ªa en la Universidad de Stanford. En su laboratorio, pegado al de Deisseroth, utiliza la optogen¨¦tica en ratones para estudiar los circuitos cerebrales implicados en la drogadicci¨®n, el sue?o y el estr¨¦s. De Lecea recuerda que se est¨¢n ultimando alternativas que no requieren cirug¨ªa, gracias a prote¨ªnas m¨¢s sensibles a la luz que se activan con luz infrarroja, capaz de recorrer el cr¨¢neo sin abrirlo. ¡°En cinco a?os se aprobar¨¢ la optogen¨¦tica para sustituir a la estimulaci¨®n cerebral profunda contra el p¨¢rkinson¡±, aventura.

¡°El trabajo es muy interesante. Como es una t¨¦cnica nueva, puede tener ventajas ¨²nicas o inesperadas y hay que explorarlas¡±, valora Pau Gorostiza, profesor ligado a la fundaci¨®n ICREA en el Instituto de Bioingenier¨ªa de Catalu?a. Gorostiza es uno de los padres de la optofarmacolog¨ªa, una t¨¦cnica que desarrolla f¨¢rmacos sensibles a la luz. En julio, el m¨¦todo se emple¨® con ¨¦xito en la Universidad de M¨²nich (Alemania) para activar con luz azul f¨¢rmacos contra el c¨¢ncer solo all¨ª donde se necesitan, un logro que promete reducir los efectos secundarios de la quimioterapia.

Gorostiza insiste en que la desventaja de la optogen¨¦tica no es la dificultad de iluminar tejidos profundos, sino la necesidad de recurrir a la terapia g¨¦nica, la inserci¨®n artificial de nuevo material gen¨¦tico en las c¨¦lulas. Este problema es com¨²n a optogen¨¦tica y a sonogen¨¦tica y puede ¡°acarrear respuestas inmunol¨®gicas¡±, advierte el f¨ªsico. ¡°Si puedo hacer un poco de propaganda, los f¨¢rmacos regulados con luz no tienen la limitaci¨®n gen¨¦tica, pero s¨ª la derivada de la iluminaci¨®n¡±, expone.