Optogenética

OPTOGENÉTICA

Karl DeisserothUniversidad de Stanford

• 2010 elegida como el Método del Año. Entre todos los campos de la ciencia y la ingeniería, por la revista "Nature Methods".

• Destacada en el artículo "Insights of the Decade" ("Los avances de la década") de la revista de investigación científica "Science".

¿QUE ES LA OPTOGENÉTICA?

¿QUE ES LA OPTOGENÉTICA?

Tecnología que se vale de la luz y de proteínas fotosensibles genéticamente modificadas para controlar la actividad celular.

Permite el control de la actividad neuronal con sólo encender o apagar una fuente de luz.

¿Cómo funciona la neurona?

PROTEINAS IMPLICADAS

Chlamydomonas reinhardtii

Relacionada con la rodopsina de la retina de mamíferos

Produce la DESPOLARIZACIÓN de la membrana de neuronas

Volvox carteri

Relacionada con la rodopsina de la retina de mamíferos

Produce la HIPERPOLARIZACIÓN de la membrana de neuronas

Natronomonas pharaonis

DESARROLLO DE LA TÉCNICA

1) Selección del gen de la proteína de interés.

2) Se producen muchas copias de ese gen.

3) Se introducen en el genoma de virus.

1) Se inyectan los virus en el cerebro del animal y se produce la infección de las células. Comienza la expresión de la proteína fotosensible.

2) Se inserta un cable de fibra óptica con luz del color apropiado para la estimulación o la inhibición.

3) Se ilumina la zona del cerebro con la que se trabaja y se produce la polarización o despolarización de las neuronas.

APLICACIONES MÉDICAS

1. TRATAMIENTO DE ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS

2. DESORDENES ALIMENTICIOS

3. TRATAMIENTOS DE DESINTOXICACIÓN

4. ESTUDIOS DE LA TRANSICIÓN SUEÑO-VIGILA

5. RECUPERACIÓN DE LA VISIÓN EN INDIVIDUOS CON CEGUERA

TRATAMIENTO DE ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS: Parkinson

APLICACIONES MÉDICAS

1. TRATAMIENTO DE ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS

2. DESORDENES ALIMENTICIOS

3. TRATAMIENTOS DE DESINTOXICACIÓN

4. ESTUDIOS DE LA TRANSICIÓN SUEÑO-VIGILA

5. RECUPERACIÓN DE LA VISIÓN EN INDIVIDUOS CON CEGUERA

Centro de la saciedadCentro del hambre

NO SE UTILIZA EN HUMANOS: TÉCNICA MUY INVASIVA

DESORDENES ALIMENTICIOS

APLICACIONES MÉDICAS

1. TRATAMIENTO DE ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS

2. DESORDENES ALIMENTICIOS

3. TRATAMIENTOS DE DESINTOXICACIÓN

4. ESTUDIOS DE LA TRANSICIÓN SUEÑO-VIGILA

5. RECUPERACIÓN DE LA VISIÓN EN INDIVIDUOS CON CEGUERA

TRATAMIENTOS DE DESINTOXICACIÓN

Las drogas que crean dependencia actúan interaccionando con los receptores de dopamina, aumentando el tiempo de la dopamina en el espacio sináptico

APLICACIONES MÉDICAS

1. TRATAMIENTO DE ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS

2. DESORDENES ALIMENTICIOS

3. TRATAMIENTOS DE DESINTOXICACIÓN

4. ESTUDIOS DE LA TRANSICIÓN SUEÑO-VIGILA

5. RECUPERACIÓN DE LA VISIÓN EN INDIVIDUOS CON CEGUERA

También se encuentran altos niveles en estados de lucidez mental.

Su perdida está relacionada con la narcolepsia.

HIPOCRETINApéptido de 30 aas.Su secreción favorece el estado de vigilia.

El ciclo sueño-vigilia: Narcolepsia.

APLICACIONES MÉDICAS

1. TRATAMIENTO DE ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS

2. DESORDENES ALIMENTICIOS

3. TRATAMIENTOS DE DESINTOXICACION

4. ESTUDIOS DE LA TRANSICIÓN SUEÑO-VIGILA

5. RECUPERACIÓN DE LA VISIÓN EN INDIVIDUOS CON CEGUERA

RETINOSIS PIGMENTARIA: - De origen genético.- Problemas en el

metabolismo de la vitamina A.

- Degeneración progresiva de la estructura del ojo sensible a la luz.

- Perdida del campo visual periférico pero no el campo central.

VISION NORMAL

RETINOSIS PIGMENTARIA

Crear fotorreceptores artificiales para conectar esas células al circuito visual

OTRAS APLICACIONES

VALIDACIÓN DE LAS BASES DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA

La resonancia magnética se basa en la

detección de la actividad cerebral

midiendo el aumento de la presión

sanguínea (aumento de oxigeno) en la

zona activa

Mediante aplicación de luz azul en la zona a estudiar, se puede observar como 5 segundos después de la iluminación aparece la señal de resonancia.