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Optogenética y sus posibles aplicaciones en dermatología

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Una nueva metodología la optogenética está revolucionando la medicina. La optogenética depende de la manipulación de genes mediante fuentes de luz de ciertas proteínas (opsinas) que son canales iónicos. Las opsinas fueron descubiertas en la alga Chlamydomonas reinhardtli.

Existen tres tipos de estos canales iónicos para ser usados en optogenética: La canal-rodopsina2 que conduce cationes (Na+, K+, Ca2+, H+) y despolariza neuronas al ser iluminadas con luz azul (470nm), la halorodosina que conduce iones de cloruro dentro del citoplasma al ser iluminadas con luz amarilla (589nm) y las optoXR que son opsinas quimeras conformadas por rodosina unida al receptor de proteína G (GPCR), que responden a la luz verde (500nm) y activan funciones biológicas determinadas por las serpentinas (loops) intracelulares generadas en el híbrido. La optogenética ha permitido activar, con un alto grado de precisión y en forma selectiva, a neuronas y otros tipos celulares.

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Desde 2006, los investigadores han descubierto métodos para controlar varias funciones biológicas como son: control del despertar y el sueño en ratones, velocidad de los movimientos oculares en primates no humanos, control de comportamientos sociales (rabia-alegría, miedo-ansiedad), control del movimiento muscular, inhibición de adicción a cocaína en ratas, control del apetito en ratones. En un futuro se espera poder curar la ceguera al inducir a células oculares a desarrollarse como conos y bastones de la visión, desarrollar de esquemas terapéuticos para trastornos cerebrales humanos y enfermedades de la piel.

Mediante optogenética podríamos manipular seres vivos y convertirlos en esclavos. Por ejemplo, algunos investigadores plantean generar insectos que ayuden a limpiar nuestras casas cuando se activen con luz.  Se menciona que la cucaracha Artiblatta sublingulo con genes que le permitan reproducirse a alta velocidad serían buenas candidatas para competir con nuestras comunes cucarachas.

En fin, la optogenética y toda su parafernalia de herramientas será un arma poderosa para búsqueda de innovadoras alternativas para mejorar nuestra calidad de vida.

 

Lectura recomendada:

The Development and Application of Optogenetics. Lief Fenno, Ofer Yizhar,Karl Deisseroth. Annu Rev Neurosci 2011, 34:389–412 (enlace)

Acerca de Felix J. Tapia

Profesor investigador de la Universidad Central de Venezuela (UCV) y Jefe del Laboratorio de Biología Molecular, Instituto de Biomedicina, UCV. Ha publicado más de 100 artículos en revistas científicas y capítulos en libros. Premio Fundación Empresas Polar “Lorenzo Mendoza Fleury” 2005. Miembro de varios comités editoriales de revistas. Activo en el ciberespacio con publicaciones en Blog Felix J. Tapia, Piel Latinoamericana, Mirador Salud, Código Venezuela, RunRunes y DermPathPro.

10 comentarios

  1. Jaime Piquero Martin

    Magnifico editorial Felix, leyendolo me surgieron dos interrogantes:
    1.- Esta manipulacion con fuentes de luz de las opsinas sera la base para utilizar la terapia luminica en diversas afecciones dermatologicas?
    2.- Si al manipular estas cucarachas Artiblatta sublingulo para que destruyan las comunes “Periplanetas americanas” no estaríamos cambiando de plagas en nuestras casas?.
    Por cierto yo tengo a mi esposa con una lata de Baygon en la mano que es mas peligrosa que cualquier manipulacion genetica.

  2. Guillermo Planas Girón

    Muy buen editorial Felix por lo corto y sustancioso, especialmente por la esperanza que le imprime a la terapeútica actual de afecciones de difícil tratamiento con las que se tiene que enfrentar la medicina moderna. Se me ocurre que en afecciones neurodegenerativas tipo Alzheimer, Enfermedad de Parkinson, Esclerosis múltiple, ciertos tipos de coreas, pudiera convertirse en una “luz” de Xnm que como un calidoscopio ilumine el final del túnel para estas complejas enfermedades y mejoren la calidad de vida de estos pacientes. De pronto pudiera aplicarse para la degeneración macular de la retina, afección degenerativa familiar que conduce a la irremisible ceguera. Aquellas personas con tendencia a la obesidad, también tendrán la oportunidad de revertir esa tendencia.

    Me parece muy importante su aplicación en la esfera cognitiva y en el control de disfunciones personales y colectivas que conduzcan a comportamientos sociales alterados de rabia-alegría, miedo-ansiedad, generados en poblaciones sometidas a un stress permanente y perverso, cuyos ejemplos son hartos conocidos.

    Un saludo cordial,
    Dr. Guillermo Planas Girón
    Caracas-Venezuela

  3. Jaime, Me alegra te haya gustado, es un tema fascinante.
    1.- Esta manipulación con fuentes de luz de las opsinas sera la base para utilizar la terapia lumínica en diversas afecciones dermatológicas? En principio si, es lograr introducir ciertas sustancias en las células y luego activarlas con luz. En el caso de la optogenética es mas especifico, ya que se introduce un gen X precedido de un promotor (un fragmento de ADN que dispara la activación del gen), el cual es a su vez es especifico del tipo celular que nos interesa activar.
    2.- Si al manipular estas cucarachas Artiblatta sublingulo para que destruyan las comunes “Periplanetas americanas” no estaríamos cambiando de plagas en nuestras casas?. Claro, cuando interviene un ecosistema deben estudiarse bien todas las variables no vaya a ser que el remedio sea peor que la solución.

    Saludos a la “combatiente” Juanita.

    Felix

  4. Estimado Guillermo, Muy acertados tus comentarios y como siempre muy grato saber de ti. Mañana lunes voy a activar la lectura recomendada en la Editorial para que la puedan descargar directamente desde Piel Latinoamericana.

    Felix

  5. William Abramovits

    Hace más de una década, cuando una moda parecía coger vuelo, y preocupado por estarme convirtiendo en dinosaurio dermatológico (ya que no inyecto Botox ni rellenos – porque no me da la gana de lidiar con ciertas personalidades – y los láser que uso son terapéuticos y no cosméticos), compré por unos $15.000, una lámpara de luz azul, propuesta para el tratamiento del acné.

    Confieso que la testosterona tuvo mucho que ver en la decisión, ya que la vendedora…
    Una vez instalada la lámpara, la cual compré con varios aditamentos que la hacía indicada para tratar inflamación e inducir cicatrización de úlceras (luz roja e infra-roja), envejecimiento (luz amarillo-naranja), etc, decidí investigar como estas luces trabajan. Me compré un montón de textos de física y química, los que me obligaron a revisar conceptos de matemática (cálculo) que tenía décadas que no tocaba.
    Mi momento “eurêka” llegó cuando se me ocurrió que a lo mejor en la piel hay receptores no identificados, de diversas y específicas longitudes de onda en el espectro visible.
    Revisando la literatura me tropecé con que el investigador idóneo, por haber trabajado con rodopsina durante su post-grado en la Universidad de California en San Diego, ahora estaba trabajando en la Universidad Simón Bolívar, en la periferia de Caracas; contacté de inmediato a este joven investigador, de apellido Bubis, y luego de intercambiar unas pocas conversaciones y emails, concluimos que conseguir fondos era casi imposible para nosotros, y hasta allí llegó el esfuerzo.

    Por un tiempo seguí usando la luz azul y roja, basado en que el Propionibacterium acnes produce porfirinas, las cuales activadas por la luz, principalmente azul, generan radicales libres que las destruyen (a las bacterias). Eventualmente, realizando que el peróxido de benzoilo es similarmente efectivo, si no mejor, abandoné la modalidad casi completamente; hoy en día solola uso en algunas embarazadas con acné y en algunas personas que no quieren que se les recete nada que no sea “natural” (como ven no me he podido sacudir a todas las personalidades que considero que mejor es que vayan a otro).

    Este interesante editorial de Félix me devuelve el deseo de tomar el tema. Mi impresión es la de que activando receptores con ciertas luces, a la intensidad apropiada, podríamos conseguir efectos terapéuticos reales.

    Pero, y este pero es grande, hay que ser cauteloso; ciertas longitudes de onda cercanas al rojo pueden producir, por ejemplo daño al colágeno o elastina e inducir envejecimiento prematuro. Siempre me ha mortificado ver en congresos dermatológicos, modelitos pasándose horas con la cara iluminada de una secuencia de colores cual ratitas desnudas de laboratorio; ah! la maravillosa ignorancia.

    Agradecido a Tapia, y cordialmente con todos,

    William.

    PS, y con esperado perdón de los editores: Les recuerdo a los Residentes de Post-Grado en Dermatología, lectores de Piel-L, que la Sociedad de Medicina Dermatológica se reune cada año la tarde anterior al inicio de la Reunión Anual de la Academia Americana de Dermatología, o sea el jueves de las 1 a las 6 pm; tomen ventaja ya que es gratis para ellos gracias a contribuciones personales de sus miembros. A los 2 primeros de Venezuela los costeo con gusto. El link para eso lo consiguen en una de las secciones que siguen o en la página web de la MDS.

  6. Gracias William por tus sustanciosos comentarios. Recuerdo hace muchos años cuando me hablaste de tu trabajo con mi amigo José Bubis de la USB.

    Ciertamente, la optogenética abre nuevas posibilidades para el tratamiento de enfermedades cutáneas y dará, como tu señalas, más trabajo e investigaciones para los dermatólogos y dermatopatólogos. Sobretodo por aquello de los efectos secundarios.

    Siempre es muy saber de ti.

    Felix

  7. Sorprendente….éxitos..pero me sorprende la poca investigación científica que hacemos en dermatología clínica…

    • La poca investigación clínica es un problema mundial, el cual dio pie a crear la “translational medicine” o medicina traslacional cuyo objetivo es reducir la brecha entre las ciencias básicas y las aplicadas en medicina. Esta disciplina ya cuenta con varias revistas.

  8. Muchas gracias por la respuesta mi respeto hacia usted y otros colegas que nos mantienen informados …de El Salvador (Dr.David Jimenez)

  9. Eduardo Marín Hernández

    Gracias por compartir esta información, me imagino la manipulación a nivel neuronal para poder eficientizar la capacidad de pensamiento, enfoque y solución de problemas, con lo que se mejorarían nuestros pacientes de las llamadas “psicodermatosis”. Saludos

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