Pero hasta la fecha los estudios de optogenética se han visto obstaculizados por limitaciones físicas. La tecnología requiere caros y aparatosos láseres como fuente de luz y la necesidad de enganchar un cable de fibra óptica a un animal, lo cual es un estorbo a la hora de estudiar cómo afecta a su comportamiento la manipulación de células.
Ahora Kendall Research, una start-up de Cambridge, Massachusetts (EE.UU.), intenta librar a la optogenética de estas cargas. La empresa ha desarrollado varios prototipos reducidos, ligeros e inalámbricos que permiten a ratones y otros animales pequeños moverse libremente. Kendall Research también desarrolla sistemas para controlar los experimentos automáticamente y a distancia, lo que posibilita el uso de la técnica para estudios de cribado de alto rendimiento.
Christian Wentz, fundador de la empresa, empezó este trabajo siendo estudiante en el laboratorio de Ed Boyden en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). Wentz investigaba formas de que la optogenética resultara más útil para la investigación de cómo afecta el cerebro al comportamiento. La optogenética depende de la modificación genética de determinadas células para que sean sensibles a la luz. Después estas células se estimulan selectivamente con un láser, bien para activarlas, o bien para desactivarlas. En vez de usar una fuente luz en forma de láser, Kendall Research usa LED agrupados de forma creativa y diodos láser que se incorporan en un pequeño aparato enganchado a la cabeza y que va enchufado a un implante en el cerebro del animal.
El aparato, que pesa solo tres gramos, recibe la energía que necesita de forma inalámbrica mediante supercondensadores situados debajo de la jaula o la zona de pruebas. Dichos supercondensadores son ideales para aplicaciones que necesitan suministros ocasionales en vez de una fuente continua de energía. El montaje también incluye un controlador conectado de forma inalámbrica que se enchufa a un ordenador mediante un USB. “En esencia, es un router inalámbrico para el cerebro”, explica Wentz.
Las capacidades inalámbricas del aparato permiten a los investigadores controlar el equipo de optogenética a distancia e incluso programar experimentos por adelantado.
Casey Halpe , neurocirujano en la Universidad de Pennsylvania y uno de los investigadores que están haciendo pruebas beta con el aparato, afirma que las limitaciones físicas de las técnicas actuales de optogenética son tremendas. “Es casi imposible hacer un experimento sobre el comportamiento de forma significativa”, afirma.
nHalpe , por ejemplo, estudia el comportamiento respecto a la alimentación. Su objetivo es entender cómo activar o inhibir grupos específicos de neuronas que cambian la forma de alimentarse de los ratones. La posibilidad de probar esa cuestión directamente en la jaula del animal, sin que tenga que estar presente un ser humano en la sala, aumenta las probabilidades de que el animal se comporte de forma normal.
Wentz sostiene que aunque el coste del montaje inicial es comparable a un sistema láser, la tecnología se puede escalar por mucho menos. Esto, junto con la posibilidad de controlar los experimentos a distancia, facilitaría la puesta en marcha de experimentos de optogenética de alto rendimiento.
Kendall Research también planea la posibilidad de recoger datos del cerebro a través del aparato. Estos podrían retransmitirse por vía inalámbrica a un ordenador. Sanjay Magavi, científico investigador que trabaja en la farmacéutica Vertex afirma que “si bien aún no está claro cómo se usará esto en la industria” hay un interés cada vez mayor por usar la optogenética en animales para desarrollar modelos de enfermedad más sofisticados para las pruebas de medicamentos previas a los ensayos clínicos.