Los pioneros de la optogenética ganan el Nobel por iluminar el cerebro

El avance galardonado con el Nobel

El Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2026 ha sido concedido a Karl Deisseroth, Peter Hegemann y Georg Nagel por sus descubrimientos sobre los canales iónicos activados por la luz y la optogenética. Este campo combina la ingeniería genética y las herramientas ópticas para controlar y observar con precisión la actividad de las células nerviosas mediante la luz, lo que permite a los científicos cartografiar el cerebro con un detalle antes inimaginable. Antes de este avance, comprender las funciones del cerebro se comparaba a menudo con una fotografía borrosa, porque los métodos existentes no permitían establecer una relación definitiva de causa y efecto entre la actividad de células nerviosas concretas y la conducta. Desde entonces, la optogenética ha transformado esta comprensión, ya que permite a los investigadores activar o desactivar la actividad de células nerviosas individuales en un cerebro vivo y revelar así los circuitos neuronales que gobiernan las conductas, los recuerdos y las sensaciones relevantes para las enfermedades neurológicas y psiquiátricas. El Instituto Karolinska de Estocolmo reconoció su mérito por sentar las bases de esta disciplina, que permite controlar las señales nerviosas con luz. Este enfoque hace realidad una visión que en su día contempló el biólogo molecular Francis Crick, que compartió el Premio Nobel de Medicina en 1962 por su trabajo sobre el ADN.

“La optogenética nos ha dado la oportunidad de cartografiar el cerebro de un modo que antes solo podíamos soñar.”
— Per Svenningsson, presidente del Comité Nobel de Fisiología o Medicina
“La capacidad de controlar la conducta plantea cuestiones éticas.”
— Cristian Ripoli, profesor de Fisiología en la Universidad Católica de Roma

El descubrimiento de la canalrodopsina

El camino hacia la optogenética comenzó con las investigaciones de Peter Hegemann a principios de la década de 1990, impulsadas por su curiosidad sobre cómo el alga unicelular Chlamydomonas podía reaccionar tan rápido a la luz y así nadar. Hegemann observó que se generaba un impulso eléctrico en medio milisegundo desde que la luz llegaba al ocelo del alga, una reacción mucho más rápida que la de otros sistemas biológicos, como el tiempo de respuesta de 10 milisegundos del ojo humano. Planteó la hipótesis de que un único complejo proteico captaba la luz y actuaba al mismo tiempo como un canal iónico, es decir, una proteína que permite selectivamente que los iones entren en una célula o salgan de ella. Esta idea fue recibida al principio con escepticismo, porque ninguno de los canales iónicos conocidos entonces era capaz de reaccionar de forma autónoma a la luz. Sin embargo, a principios de la década de 2000, trabajando con Georg Nagel, Hegemann identificó en el ADN del alga dos genes que producían unas proteínas llamadas canalrodopsina-1 y canalrodopsina-2. Su trabajo conjunto confirmó que estas proteínas eran efectivamente canales iónicos que se abrían al exponerse a la luz, lo que validaba la hipótesis de Hegemann.

Ingeniería de neuronas controladas por luz

La canalrodopsina-2 resultó especialmente decisiva para el desarrollo de la optogenética. Cuando la luz azul ilumina esta proteína, un canal de su interior se abre en 0,2 milisegundos y deja pasar iones cargados. Karl Deisseroth hizo avanzar entonces este descubrimiento al transferir con éxito el gen de la canalrodopsina a las células nerviosas de ratas. Al iluminar con luz azul estas células nerviosas modificadas genéticamente, logró iniciar una señal nerviosa. Otros experimentos demostraron que este «interruptor de luz» podía controlar las células nerviosas en el cerebro de ratones vivos, de modo que la proteína se convertía en una herramienta precisa para manipular la actividad neuronal. Esta capacidad de activar o desactivar neuronas concretas con luz ha cambiado profundamente la manera en que los científicos estudian el funcionamiento del cerebro.

Transformar la neurociencia y la medicina

El desarrollo de la optogenética ha cambiado profundamente nuestra comprensión del cerebro y permite a los científicos explorar su intrincado funcionamiento con un detalle sin precedentes. Per Svenningsson, presidente del Comité Nobel de Fisiología o Medicina, afirmó que la optogenética ha dado la oportunidad de cartografiar el cerebro de maneras con las que antes solo se soñaba. La técnica ya ha demostrado un potencial clínico significativo, como restaurar parcialmente la vista en personas con retinosis pigmentaria al modificar sus células de la retina para que sean sensibles a la luz. También ofrece un enorme potencial traslacional, ya que permite activar áreas del cerebro en procesos neurodegenerativos sorteando las anomalías funcionales. Cristian Ripoli, profesor de Fisiología en la Universidad Católica de Roma, señaló que, si bien la optogenética abre «enormes perspectivas», también «plantea problemas éticos» por la posibilidad de controlar conductas. La técnica se utiliza desde hace unos 20 años, desde 2005, lo que facilita entender el vínculo entre determinadas áreas del cerebro y sus funciones.

El lado de las patentes de la optogenética

Los descubrimientos en que se basa la optogenética son también propiedad intelectual protegida. Max Planck Innovation, el brazo de transferencia de tecnología de la Sociedad Max Planck, donde Hegemann y Nagel realizaron su trabajo, ofrece licencias sobre tecnologías basadas en la canalrodopsina, mientras que la Universidad de Stanford enumera en su catálogo de licencias de tecnología varias invenciones sobre canalrodopsina procedentes del laboratorio de Deisseroth. Es probable que el reconocimiento del Nobel atraiga nueva atención sobre estas carteras de patentes a medida que las empresas lleven las herramientas optogenéticas del laboratorio hacia las terapias.

Los científicos detrás del descubrimiento

Karl Deisseroth, nacido en Estados Unidos en 1971, es profesor de Bioingeniería, Psiquiatría y Ciencias del Comportamiento en el Howard Hughes Medical Institute y la Universidad de Stanford. Peter Hegemann, nacido en Alemania en 1954, es profesor de Neurociencia en la Universidad Humboldt de Berlín, y realizó sus descubrimientos galardonados con el Nobel en el Max-Planck-Institut für Biochemie. Georg Nagel, nacido en Alemania en 1953, es profesor de Fisiología Molecular Vegetal en la Universidad de Wurzburgo, y llevó a cabo su trabajo premiado en el Max-Planck-Institut für Biophysik. Nagel, que recibió la llamada del Nobel mientras estaba de vacaciones en Italia, obtuvo su doctorado en biofísica en 1988. Hegemann estudió química y bioquímica antes de su doctorado, y Deisseroth se licenció en bioquímica en Harvard en 1992 y se doctoró en Neurociencia en Stanford, donde dirige su laboratorio desde 2004. Los estudios de Hegemann y Nagel también fueron financiados en parte por la Unión Europea.