Investigan controlar células con ultrasonidos para conseguir marcapasos menos invasivos

Muchas intervenciones en el cuerpo humano necesarias para tratar determinados problemas de salud tienen el problema de necesitar una manipulación física de tejidos profundos, con la invasividad y los riesgos que ello conlleva. Por ello, hace tiempo que los científicos trabajan en encontrar formas'inalámbricas'de realizar estos procedimientos.

Una de las opciones más prometedoras en esta línea de investigación son los ultrasonidos. Pueden atravesar huesos, músculos y casi cualquier tipo de tejido, y son completamente seguros. En 2015, ya se descubrió cómo podían emplearse para 'controlar' neuronas de gusano; pero, ahora, se ha demostrado que el mismo sistema funciona también con lasneuronas de los mamíferos.

Según explica un grupo de científicos del Instituto Salk Estadounidense en un artículo publicado en la revista científica Nature, el sistema requiere una modificación genética de las células que deseamos activar con ultrasonidos, razón por la que la técnica se conoce como sonogenética. En este sentido, es similar a la optogenética, que utiliza la luz para activar las células.

Concretamente, es necesario modificar el ADN celular para que la célula produzca una proteína determinada que sea sensible a los ultrasonidos: en este caso, la proteína TRPA1, que en el ser humano cumple funciones en la respuesta frente a tóxicos y activando algunas neuronas del cerebro y el corazón.

Empleando dos métodos (un electrodo y un indicador del calcio), los investigadores comprobaron que efectivamente la exposición a ultrasonidos activaba las neuronas modificadas genéticamente para contener la proteína en cuestión.

¿Qué aplicaciones tiene esto?

A priori, podría parecer que esta tecnología tan compleja está destinada a quedarse en el laboratorio y a satisfacer una mera curiosidad científica. Pero lo cierto es que, tal y como explican los autores, la sonogenética tiene varias posibles aplicaciones en la práctica.

Concretamente, su gran potencial está en el posible desarrollo de versiones no invasivas de bombas de insulina, marcapasos y dispositivos de estimulación cerebral profunda.

En el caso de los marcapasos, por ejemplo, la idea consiste en modificar genéticamente las neuronas del corazón y poder emplear un dispositivo emisor de ultrasonidos externo para lograr el mismo efecto que se consigue actualmente a través de la estimulación eléctrica con un dispositivo interno.

La estimulación cerebral profunda, por su parte, es una técnica empleada actualmente en el tratamiento de enfermedades como el párkinson o la epilepsia pero que tiene el problema de que requiere la implantación quirúrgica de electrodos en capas profundas del cerebro para estimular eléctricamente ciertas neuronas objetivo. Si fuese posible, mediante terapia génica, modificar esas neuronas para lograr su activación con ultrasonidos (algo que ya se está trabajando), los electrodos podrían sustituirse, de nuevo, por ultrasonidos externos.

Por ahora, los investigadores están estudiando los pequeños detalles del mecanismo de percepción de ultrasonidos por la proteína TRPA1 y buscando otras proteínas que puedan lograr lo contrario: apagar la actividad de la célula en respuesta a los ultrasonidos.