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  • El estudio no se ha probado en humanos, pero los resultados en ratones demostraron su eficacia

Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, en inglés) en Estados Unidos, avanzan en una técnica que combina las ciencias ópticas y genómicas, denominada optogenética, para devolver la movilidad a personas que sufren parálisis o amputación en sus extremidades.

“La optogenética consiste en editar genéticamente las células neuronales para que expresen proteínas sensibles a la luz, lo que permite controlar la actividad de esas células al exponerlas a la luz”, explicó el investigador mexicano del MIT, Guillermo Herrera-Arcos, en una entrevista con la agencia de noticias EFE.

Agregó que la idea es que mediante un celular, reloj inteligente o un dispositivo similar, la persona afectada pueda activar, mediante pulsos de luz, el nervio que conecta con el músculo que quiere ejercitar y lo pueda mover con gran precisión.

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Los detalles de este nuevo avance en el desarrollo de la técnica fueron publicados en la revista Science Robotics el 22 de mayo. El informe destacó que el coautor de este estudio e investigador de biónica del MIT, Hugh Herr, sufrió la amputación de sus dos piernas a los 17 años de edad debido a un accidente mientras escalaba.

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Hasta ahora, la estimulación eléctrica y las neuroprótesis han conseguido progresos para que las personas amputadas o con parálisis recuperen la movilidad. 

Qué es la optogenética y cómo esta técnica podría devolver la movilidad a personas con parálisis
Foto: Pixabay

“El problema de la electroestimulación de las neuronas para controlar los músculos del cuerpo es que tiende a activar todo el músculo a la vez, y al requerir demasiado esfuerzo el control muscular se acaba perdiendo, por agotamiento, entre 5 y 10 minutos después de haber iniciado el movimiento”, señaló Herrera-Arcos.

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Avances en la optogenética

Para superar la dificultad del control muscular, los investigadores del MIT sustituyeron los electrodos por tecnologías moleculares ópticas con el fin de controlar los músculos mediante optogenética.

Para ello, recurrieron a ratones modificados genéticamente con una proteína sensible a la luz (canalrodopsina-2) y les implantaron una pequeña fuente de luz cerca del nervio principal de la tibia, que controla los músculos de la parte inferior de la pierna.

El resultado fue que a medida que aumentaba la pulsión luminosa se incrementaba también la fuerza del músculo.

Qué es la optogenética y cómo esta técnica podría devolver la movilidad a personas con parálisis
Foto: Pixabay

A diferencia de la estimulación eléctrica, que activa todo el músculo a la vez, el control optogenético produce un aumento constante y gradual de la contracción del músculo.

“A medida que cambiamos la estimulación óptica que suministramos al nervio, podemos controlar proporcionalmente, de forma casi lineal, la fuerza del músculo. El proceso es similar a la manera en la que nuestro cerebro mueve los músculos, de ahí que el control sea mayor que con la estimulación eléctrica”, agregó el investigador del estudio.

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Partiendo de sus experimentos, los investigadores crearon un modelo matemático de control muscular optogenético que ajusta la estimulación luminosa del músculo para alcanzar la fuerza deseada en este.

Gracias a este modelo, consiguieron estimular los músculos durante más de una hora sin cansarlos, algo que la electroestimulación eléctrica solo ha conseguido durante 15 minutos.

Pruebas en humanos

El investigador detalló cómo se aplicaría esta técnica en personas en un futuro para probar la eficacia de la optogenética. 

Qué es la optogenética y cómo esta técnica podría devolver la movilidad a personas con parálisis
Foto: Pixabay

“El paciente recibiría una inyección con una terapia genética, en la que iría el gen responsable de que las células respondan a la luz, y tendría implantado en la zona a mover un chip estimulable a través de pulsos de luz”, indicó Herrera-Arcos.

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Hace algunos años, en pruebas anteriores con ratas, vieron que estas proteínas sensibles a la luz pueden desencadenar una respuesta inmunitaria que las inactiva e incluso puede conllevar un daño muscular y celular.

“El reto ahora es introducir proteínas fotosensibles en el tejido humano de forma segura”, resaltó el investigador. 

Los investigadores concluyeron en el estudio que sus hallazgos podrían beneficiar a personas que han sufrido accidentes cerebrovasculares, amputación de extremidades y lesiones medulares, así como a otras que tienen mermada la capacidad de controlar sus extremidades.

“Nuestro objetivo es diseñar nuevas proteínas sensibles a la luz y estrategias para entrenarlas sin que desencadenen una respuesta inmunitaria indeseada”, concluyó el científico.

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