El mundo de la medicina y la rehabilitación está al borde de un gran avance gracias a la optogenética, una técnica revolucionaria que combina las ciencias ópticas y genómicas. Los investigadores están cada vez más cerca de conseguir que personas con parálisis o que han sufrido amputaciones puedan volver a moverse con precisión gracias a esta técnica.

El investigador mexicano del MIT, Guillermo Herrera-Arcos, explicó que la optogenética consiste en editar genéticamente las células neuronales para que expresen proteínas sensibles a la luz, lo que permite controlar la actividad de estas células al exponerlas a la luz. Este avance ha sido publicado en la revista Science Robotics y ha sido coautorizado por el prestigioso investigador de biónica del MIT, Hugh Herr, quien sufrió la amputación de sus dos piernas a los 17 años debido a un accidente mientras escalaba.

En el pasado, las técnicas de estimulación eléctrica y las neuroprótesis han logrado grandes avances para ayudar a las personas amputadas o con parálisis a recuperar la movilidad. Sin embargo, la optogenética ofrece un enfoque más preciso y controlado. A diferencia de la estimulación eléctrica, que tiende a activar todo el músculo a la vez, el control optogenético produce un aumento constante y gradual de la contracción del músculo.

Para demostrar la eficacia de la optogenética, los investigadores del MIT utilizaron ratones modificados genéticamente con una proteína sensible a la luz (canalrodopsina-2). Les implantaron una pequeña fuente de luz cerca del nervio principal de la tibia y encontraron que al aumentar la pulsión luminosa, también se incrementaba la fuerza del músculo. Este descubrimiento podría permitir un control más preciso de los músculos en personas con parálisis o amputaciones.

Los investigadores también han desarrollado un modelo matemático de control muscular optogenético que ajusta la estimulación luminosa del músculo para alcanzar la fuerza deseada. Han logrado estimular los músculos durante más de una hora sin cansarlos, un logro significativo en comparación con la electroestimulación eléctrica, que solo ha conseguido estimular los músculos durante 15 minutos.

En el futuro, la optogenética podría aplicarse en personas a través de una terapia genética. El paciente recibiría una inyección que incluiría el gen responsable de que las células respondan a la luz, y tendría implantado un chip en la zona a mover, estimulable a través de pulsos de luz. De esta manera, una persona podría activar, mediante pulsos de luz, el nervio que conecta con el músculo que quiere ejercitar y moverlo con gran precisión.

El reto ahora es introducir proteínas fotosensibles en el tejido humano de forma segura, subraya Herrera-Arcos. Experimentos pasados con ratas mostraron que estas proteínas sensibles a la luz pueden desencadenar una respuesta inmunitaria que las inactiva e incluso causar daño muscular y celular. El objetivo de los investigadores es diseñar nuevas proteínas sensibles a la luz y estrategias para entrenarlas sin que desencadenen una respuesta inmunitaria indeseada.

Los investigadores están convencidos de que sus hallazgos beneficiarán en el futuro a personas que han sufrido accidentes cerebrovasculares, amputaciones de extremidades y lesiones medulares, así como a otras que tienen mermada la capacidad de controlar sus extremidades. La optogenética podría ser la clave para devolver la movilidad y la independencia a estas personas, y los resultados de estas investigaciones podrían tener implicaciones profundas en el campo de la rehabilitación y la medicina regenerativa.