Investigadores logran controlar células cerebrales mediante ultrasonidos

Una nueva técnica llamada sonogenética puede utilizar los ultrasonidos para activar y desactivar células cerebrales modificadas genéticamente. La técnica se ha probado con éxito en ratones y podría emplearse en el futuro para tratar trastornos cerebrales como el parkinsonismo o la epilepsia.

Usando ondas de ultrasonido, se controlaron células cerebrales modificadas genéticamente en ratones. Se trata de un paso importante para usar esta técnica en el tratamiento de personas con la enfermedad de Parkinson o la epilepsia.

Optogenética

Uno de los mayores avances en neurociencia de las dos últimas décadas es un método llamado optogenética. Se trata de modificar genéticamente las células para que puedan encenderse y apagarse con la luz. Con una nueva variante de esta técnica, es posible controlar las células cerebrales con ultrasonidos. Esto abre nuevas posibilidades para la investigación del cerebro y el desarrollo de tratamientos para los trastornos neurológicos, afirma Sreekanth Chalasani, profesor asociado de neurobiología en el Instituto Salk de Ciencias Biológicas de Estados Unidos.

En la investigación optogenética, se añade un gen de las algas a las células cerebrales de animales como los ratones, lo que permite encenderlas y apagarlas con luz. Estos experimentos han dado lugar a toda una serie de descubrimientos sobre cómo los diferentes circuitos del cerebro afectan al comportamiento. Sin embargo, para ello hay que colocar a los animales cables de fibra óptica en la cabeza, lo que complica la investigación.

Chalasani y sus colegas trabajaron con otro gen, llamado TRPA1, que se encuentra en las células cerebrales y cardíacas humanas. Este gen es responsable de la producción de una proteína de membrana que normalmente ayuda a las células a responder a las toxinas.

Sonogenética

Cuando las células cerebrales de los ratones recibieron una copia de este gen, comenzaron a disparar en respuesta a los ultrasonidos emitidos en una pequeña parte de su cabeza. La frecuencia de este ultrasonido era de 7 megahercios. Se sabe que esto no daña los tejidos biológicos. El equipo llama a este enfoque "sonogenética".

Hasta ahora, la principal aplicación médica de las terapias optogenéticas ha sido restaurar la visión de las personas ciegas. Dado que una gran cantidad de luz llega al ojo, la colocación de estos genes en los ojos de las personas puede restaurar la vista.

Pero las terapias sonogénicas podrían controlar las células cerebrales sin necesidad de implantar fuentes de luz. De este modo, se podrían activar y desactivar grupos específicos de células cerebrales con ondas ultrasónicas que atraviesan el cráneo. Se podría construir una caja de herramientas para hacer que diferentes células cerebrales sean sensibles a diferentes frecuencias de ultrasonidos, dice Chalasani.

Este método podría utilizarse algún día como tratamiento para la epilepsia o la enfermedad de Parkinson, por ejemplo. Pero primero tiene que haber una forma de hacer llegar el gen TRPA1 a las células nerviosas de la cabeza, donde tiene que superar la barrera hematoencefálica.

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