Un interruptor activado por luz calma las células nerviosas y del músculo cardíaco

Control lumínico de las vías de proteínas G

La optogenética se basa en proteínas sensibles a la luz para modular el comportamiento celular con precisión de milisegundos. En un estudio publicado en Science Signaling, investigadores de la Universidad del Ruhr en Bochum, junto con socios de Gotinga, Berlín, París y Essen, revelaron una innovación molecular diseñada para calmar células hiperactivas, según detalla Phys.org. El sistema actúa sobre los receptores acoplados a proteínas G, que gobiernan respuestas biológicas vitales a fármacos, neurotransmisores y estímulos sensoriales.

«Hemos desarrollado una herramienta optogenética que no solo activa un receptor, sino que además refuerza selectivamente su vía de señalización descendente»

— Dra. Ida Siveke, Universidad del Ruhr en Bochum

El diseño del emparejamiento molecular Opn4L y GIRK1

El equipo de investigación, integrado por el Dr. Brix Mücher, la Dra. Ida Siveke y el pionero de la neurobiología el profesor Stefan Herlitze, fusionó el receptor sensible a la luz Opn4L directamente con un canal de potasio modificado conocido como GIRK1. Según la información de Phys.org, exponer el receptor Opn4L a la luz azul abre el canal acoplado en la membrana. Este movimiento de iones reduce la excitabilidad celular y refuerza las vías de señalización descendentes, funcionando eficazmente como una invención biológica inhibidora.

Pruebas en neuronas y en células cardíacas humanas

Los investigadores validaron el mecanismo óptico en dos tipos de tejido distintos en experimentos de cultivo celular, según Phys.org. Al probarlo en neuronas cerebelosas, la iluminación activó la vía de las proteínas G para atenuar la actividad neuronal. En células del músculo cardíaco humano cultivadas, la activación del constructo redujo de inmediato su frecuencia de contracción espontánea. Aunque el artículo científico no divulga ninguna solicitud de patente comercial, el constructo modular establece un marco dirigido a gestionar la excitación celular sin efectos secundarios químicos globales.

Aplicaciones futuras en la investigación de enfermedades

La capacidad de reforzar cascadas inhibidoras específicas podría impulsar la investigación biomédica sobre afecciones en las que se rompe el equilibrio de las señales, informa Phys.org. Las irregularidades en estas vías contribuyen a trastornos neurológicos y psiquiátricos como la enfermedad de Parkinson, la depresión y la esquizofrenia, así como a las arritmias cardíacas. Los científicos planean ahora emplear estos constructos para estudiar los mecanismos de los marcapasos y cartografiar la dinámica de la señalización en modelos de tejido vivo.

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