El sistema nervioso está construido para durar toda una vida, pero diversas enfermedades o agresiones medioambientales pueden sobrepasar la capacidad de las neuronas de mantener su función o de repararse después de sufrir un daño. Unos científicos han conseguido ahora promover la reparación de un circuito neural dañado en peces cebra.
Para el éxito en este desafío, el equipo de Hernán López-Schier y Yan Xiao, del Centro Helmholtz de Múnich en Alemania, contó con la molécula mensajera cAMP, que es producida por una enzima llamada adenilil ciclasa. Para su experimento, los científicos usaron una forma especial de esta enzima que es inducible mediante luz azul. Así pues, los científicos pudieron modular específicamente la producción de la cAMP en células expresando esta enzima mediante la utilización de dicho tipo de luz.
Los investigadores emplearon este sistema en larvas de peces cebra que tenían interrumpidos los trazados de ciertos nervios. Cuando se iluminaron con luz azul los nervios cortados que expresaban una adenilil ciclasa fotoactivable, se aumentó de forma drástica su reparación.
Mientras los terminales nerviosos sin tratamiento solo producían sinapsis de nuevo en el 5 por ciento de los casos, alrededor del 30 por ciento lo hacían después de la fotoestimulación. En palabras sencillas: los científicos podían estimular la reparación de un circuito neuronal elevando los niveles de cAMP con luz azul.
Neuronas de pez cebra proyectándose en el cerebro (verde). Una neurona expresa una enzima activable con luz (rojo). En los experimentos se logró estimular la regeneración de neuronas dañadas usando optogenética. (Foto: Helmholtz Zentrum München)
La optogenética, como indica el nombre, es una tecnología de vanguardia que combina elementos de la óptica y de la genética. Los expertos en este campo utilizan proteínas que son sensibles a ciertas longitudes de onda de luz y que son introducidas, mediante las adecuadas técnicas genéticas, en las células escogidas. Las células así tratadas experimentan entonces cambios dependiendo de la exposición a la luz.
Las larvas de peces cebra son especialmente adecuadas para ensayar métodos optogenéticos, dado que su piel es transparente o traslúcida. Así, la luz puede alcanzar fácilmente las células de interés.