Copenhague, 5 oct (EFE).- El Premio Nobel de Medicina o Fisiología ha distinguido este lunes a tres investigadores por abrir una nueva era en la neurociencia con el desarrollo de la optogenética, un método que muestra cómo las células nerviosas forman los recuerdos, sentimientos y comportamientos en el cerebro.
Ese método y sus descubrimientos sobre canales iónicos activados por luz les han dado el premio al estadounidense Karl Deisseroth y los alemanes Peter Hegemann y Georg Nagel, según destacó en su fallo la Asamblea Nobel del Instituto Karolinska de Estocolmo.
El uso de la optogenética ha revelado cómo los circuitos neuronales controlan desde recuerdos específicos a la sensación de dolor, comportamientos sociales, la sed, el consumo de comida o la atención; y cómo son responsables de funciones tan diversas como el control de los ritmos circadianos o causar fiebre cuando se ha activado el sistema inmune.
También se ha avanzado en el uso de la optogenética para tratamientos médicos que intentan restaurar la vista en personas con deterioro visual, y ese método ha proporcionado una mayor comprensión de desórdenes neurológicos y psiquiátricos como la depresión, ansiedad, esquizofrenia, Parkinson o la enfermedad de Alzheimer.
«La optogenética proporciona oportunidades para mapear el cerebro de una forma con la que antes sólo podíamos soñar», resaltó en el fallo el presidente del Comité Nobel de Medicina, Per Svenningsson.
En la rueda de prensa de anuncio del premio, la profesora de medicina genética Anna Wedell, habló del «tremendo paso hacia adelante» que ha supuesto la optogenética.
«Antes teníamos mapas anatómicos del cerebro, ahora podemos generar mapas funcionales y también podemos entender cómo células diferentes se comunican en el cerebro. Es una dimensión completamente nueva», dijo.
Hegemann y Nagel descubrieron una proteína sorprendente, la canalrodopsina, en un alga unicelular, la chlamydomonas; Deisseroth transformó esa proteína en «un interruptor de luz controlado» para las células nerviosas, resume el jurado.
Un alga nadadora que percibe la luz y ovocitos de rana
El Comité Nobel resaltó el interés existente desde tiempos antiguos en entender el «misterio biológico» del cerebro y cómo en el siglo XX se identificaron las regiones en las que se controlaban distintas funciones fisiológicas, aunque la falta de métodos apropiados impidió tener una imagen más clara.
A principios de la década de 1990, en el Instituto Max Planck de Bioquímica, Hegemann se interesó por la chlamydomonas, un alga unicelular que reaccionaba veinte veces más rápido a la luz que el ojo humano.
Hegemann pensó que esa diferencia sólo podía obedecer a que un único complejo proteico capturaba la luz y actuaba también como canal iónico y encontró dos genes muy similares a otros conocidos de proteínas que captaban luz.
Recurrió entonces a la ayuda de su colega Georg Nagel, del Instituto Max Planck de Biofísica y que, usando ovocitos de rana, descubrió que la hipótesis formulada por Hegemann era correcta: las nuevas proteínas descubiertas (canalrodopsina 1 y 2) eran canales iónicos que se abrían al ser expuestos a la luz.
En 2003, ambos publicaron los resultados de su experimento y propusieron que la canalrodopsina 2 fuese utilizada como herramienta para generar impulsos eléctricos en células usando luz.
El nacimiento de la optogenética
Deisseroth, un estudiante de posgrado en la Universidad de Stanford (EE.UU.) interesado en proteínas que desencadenasen impulsos eléctricos en células nerviosas, se enteró del descubrimiento de la canalrodopsina 2 y escribió a Nagel para pedirle acceso al ADN que la codificaba.
Posteriormente, introdujo ese ADN en células nerviosas de ratas cultivadas en placas de Petri y éstas empezaron a producir canalrodopsina 2 sin problemas: expuestas a la luz azul, las células reaccionaban inmediatamente.
Deisseroth comenzó entonces numerosas colaboraciones, también con Hegemann y Nagel, para encontrar nuevas proteínas que activasen células nerviosas usando un método que fue bautizado como optogenética y que le permitió un año después activarlas en células nerviosas de cerebros de ratones vivientes.
Hegemann (Münster, 1954) es en la actualidad profesor sénior de Neurociencia en la Universidad Humboldt de Berlín; Nagel (Weingarten, 1953), en el Departamento de Fisiología Molecular de las Plantas y Biofísica de la Universidad de Würzburg (Alemania), y Deisseroth (Boston, 1971) ejerce como psiquiatra en la Universidad de Stanford.
Los tres suceden en el palmarés del premio a los estadounidenses Mary E. Brunkow y Fred Ramsdell y al japonés Shimon Sakaguchi, distinguidos en 2025 por revelar cómo se autorregula el sistema inmune.
Los galardonados se dividirán a partes iguales los 12 millones de coronas suecas (1,1 millones de euros, 1,2 millones de dólares) con que están dotados los Nobel este año.
La ronda de ganadores de los Nobel continuará mañana con el de Física y, en días sucesivos, con los de Química, Literatura, de la Paz y Economía.
Los tres Nobel pioneros en la optogenética que revoluciona la neurociencia
Copenhague, 5 oct (EFE).- El neurocientífico estadounidense Karl Deisseroth, y los alemanes Peter Hegemann y Georg Nagel, son tres pioneros en la optogenética, disciplina que combina la genética y la óptica para controlar con luz la actividad de células vivas, principalmente neuronas, y que han sentado con sus descubrimientos las bases de una «nueva era» en neurociencia.
Hegemann, nacido en 1954 en la ciudad alemana de Münster y crecido en Aquisgrán, y Georg Nagel, de 73 años y nacido en Weingarten, en el sur de Alemania, descubrieron una proteína extraordinaria, la canalrodopsina, en un alga unicelular.
Deisseroth, nacido en 1971 en Boston, transformó por su parte esta proteína en un interruptor controlado por la luz para las células nerviosas.
La optogenética es un método que permite mostrar cómo las células nerviosas dan forma a los recuerdos, los sentimientos y los comportamientos en el cerebro vivo.
Deisseroth, que obtuvo su doctorado en 1998 en la Universidad de Harvard y su título de Medicina en 2000 por la de Stanford, es profesor titular de la Cátedra D.H. Chen y profesor de Bioingeniería y de Psiquiatría y Ciencias del Comportamiento en el Instituto Médico Howard Hughes y en la Universidad de Stanford.
En una entrada en su página web, titulada «de la luz a la vida», el científico afirma que su trabajo «ha transformado profundamente la biología», porque «ha hecho posible explorar cómo la actividad celular da lugar al comportamiento de los organismos vivos, llegando incluso a abarcar las complejas percepciones, capacidades cognitivas y emociones controladas por el cerebro».
Deisseroth, que se autodescribe como neurocientífico, psiquiátra y autor, completó en Stanford su formación posdoctoral, sus prácticas en Medicina y su residencia en Psiquiatría de Adultos, y está certificado por la Junta Estadounidense de Psiquiatría y Neurología.
Continúa ejerciendo como psiquiatra en Stanford, especializado en trastornos afectivos y trastornos del espectro autista, utilizando tanto medicamentos como estimulación neuronal.
Hegemann a su vez obtuvo su doctorado en 1984 summa cum laude en el Instituto Max Planck de Bioquímica, en Martinsried, en el sur de Alemania, tras haber estudiado Química en la Universidad de Münster y la Universidad Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) en Múnich.
Desde 2015 es profesor sénior Hertie de Neurociencia en la Universidad Humboldt de Berlín tras haber sido profesor en Bioquímica en la Universidad de Ratisbona y de Bioquímica Experimental en la Humboldt.
Hegemann se centra en la fotobiología de las algas verdes, rodopsinas inusuales, fotorreceptores basados en flavinas y modificación dirigida de genes nucleares en algas, y en la optogenética.
«Estamos desarrollando enzimas activadas por la luz e incorporando dominios fotorreceptores en canales iónicos animales», indica la Universidad Humboldt en el perfil de este científico.
Los descubrimientos por los que este alemán fue galardonado con el premio Nobel se realizaron en el Instituto Max Planck de Bioquímica.
Su compatriota Nagel estudió Biología y Biofísica en la Universidad de Constanza y obtuvo su doctorado en 1988 en la Universidad de Fráncfort.
Después de su etapa posdoctoral en la Universidad de Yale y en la Universidad Rockefeller, en Estados Unidos, regresó a Alemania en 1992 como jefe de grupo en el Departamento de Química Biofísica del Instituto Max Planck de Biofísica en Fráncfort.
Es profesor de Fisiología Molecular de las Plantas en el Departamento de Fisiología Molecular de las Plantas y Biofísica – Botánica I, de la Universidad de Würzburg.
Por sus contribuciones a la optogenética, Nagel ha recibido numerosos premios antes del Nobel, que le fue otorgado por los descubrimientos efectuados en el Instituto Max Planck de Biofísica.
El Nobel para la optogenética es una gran noticia que la neurociencia esperaba hace años
Madrid, 5 oct (EFE).- El Premio Nobel de Medicina que este lunes ha premiado la optogenética supone una gran noticia para la neurociencia que muchos llevaban tiempo esperando para reconocer una idea tan sencilla como revolucionaria, según diversos investigadores.
Un reconocimiento que «muchos estábamos esperando desde hace años», destaca a EFE el neurocientífico Juan Lerma, profesor de investigación ad-honored del CSIC en el Instituto de Neurociencias de Alicante.
El galardón ha sido este año para el estadounidense Karl Deisseroth y los alemanes Peter Hegemann y Georg Nagel «por sus descubrimientos sobre los canales iónicos activados por la luz y la optogenética».
Un campo de investigación en el que ha habido muchas personas implicadas, pero las normas de los Nobel solo permiten premiar a tres científicos, ha recordado Lerma, quien ha considerado que los ahora premiados «han hecho méritos suficientes» para merecerlo.
Hegemann y Nagel tuvieron «la idea feliz» que abrió el camino para lograr esta herramienta, cuyo inicio estuvo en la observación de un alga.
Deisseroth, que en 2016 logró el Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en Biomedicina, hizo el desarrollo para que se pudiera aplicar en neuronas y en cerebro, ha dicho Lerma, miembro de la Real Academia de Ciencias.
Un Nobel que premia «una idea tan sencilla como revolucionaria», ha considerado la responsable del Laboratorio de Redes Neuronales y Gliales de Centro de Neurociencia Cajal (CNC-CSIC), Gertrudis Perea, en la plataforma de recursos científicos Science Media Center (SMC).
Gracias a esta herramienta -ha señalado- se ha pasado de observar el cerebro a entender qué circuitos causan la memoria, el miedo o la adicción, abriendo además la posibilidad de tratar enfermedades como la ceguera.
«Una gran noticia para la ciencia», ha resumido la investigadora del Centro de Neurociencias Cajal Marta Navarrete, quien ha destacado cómo la optogenética ha hecho posible «la revolución de hacer ‘ciencia con luz’».
Además, ha cambiado la manera de estudiar la causalidad en neurociencia. «Ya no solo podemos observar qué células o qué tipo celular se activan, como ya hacía Cajal hace más de 100 años, sino intervenir sobre ellas y preguntarnos directamente cuál es su función».
La optogenética es una herramienta, fruto de la ciencia básica, que se usa ya en muchos laboratorios, especialmente en investigaciones con modelos animales, aunque empieza a tener aplicaciones en personas.
Lerma cree que los Nobel han esperado para reconocer esta técnica cuando «se ha mostrado útil para solventar algún problema humano» y ha recordado que en 2021 un equipo logró devolver parcialmente la vista a un hombre que llevaba 40 años ciego debido a una enfermedad neurodegenerativa, gracias a una terapia optognética.
«Ha ayudado mucho decir: esto no es una técnica que únicamente vale para estudiar el comportamiento y el cerebro de una manera muy fina, sino que también puede tener un potencial de uso en terapias».
La optogenética, según ha indicado a SMC Cristina García Frigola del Instituto de Neurociencias, «se ha convertido en una herramienta fundamental para el estudio del cerebro, así como, para la identificación del origen de enfermedades neurológicas y psiquiátricas, abriendo nuevas perspectivas terapéuticas”.