Controlar genes mediante la luz

Unos investigadores han ideado un método para activar genes en cualquier punto o patrón específicos en una placa de Petri con la mera acción de un interruptor en forma de luz. Lo han conseguido combinando un sistema defensivo de una bacteria con el mecanismo de respuesta a la luz solar de una flor.
Con la capacidad de utilizar luz para activar genes en posiciones específicas, los investigadores pueden estudiar mejor sus funciones, crear sistemas complejos para hacer crecer tejidos vivos, y quizá hacer realidad algún día tecnologías, hasta ahora mostradas solo en la ciencia-ficción, para curar con rapidez heridas y lesiones.

Este interesante trabajo es obra del equipo de Charles Gersbach y Lauren Polstein, de la Universidad Duke, en Durham, Carolina del Norte, Estados Unidos.

Esta tecnología debería permitirle a un científico elegir cualquier gen en cualquier cromosoma y activarlo o desactivarlo con luz, lo cual tiene el potencial de ampliar de manera espectacular lo que se puede hacer con la ingeniería genética, tal como subraya Polstein. La ventaja de hacer esto con luz es que permite controlar rápida y fácilmente cuándo se activa o se desactiva el gen, y el nivel al que se activa, variando la intensidad de la luz. También permite a los investigadores concentrarse justo dónde se activa el gen, al iluminarlo de forma muy selectiva, por ejemplo, haciendo pasar la luz a través de una plantilla o máscara.

Muchas son las posibles aplicaciones futuras de esta nueva tecnología, si su eficiencia y su seguridad se confirman más allá de toda duda, en investigaciones adicionales. Los investigadores podrían controlar de forma precisa y muy selectiva el nivel de actividad de un gen a partir de conocer su posición natural en el ADN cromosómico, lo que les permitiría a su vez conocer mucho mejor el papel o papeles del gen. El sistema fotónico podría también proporcionarles a los científicos más control sobre cómo las células madre en cultivos celulares se diferencian en varios tipos de tejidos. Y, al crear diferentes patrones de expresión de genes, el sistema puede emplearse en ingeniería de tejidos.

Aquí se demuestra la manipulación genética inducida fotónicamente, iluminando a través de una plantilla para activar genes fluorescentes en células. (Imagen: Charles Gersbach, Universidad Duke)

La ingeniería genética inducida fotónicamente podría ser aplicada en numerosos campos. Es factible iluminar células a través de la piel y controlar lo que están haciendo, como por ejemplo producir vasos sanguíneos o regenerar tejidos.

Muy a largo plazo, podría incluso llegar a diseñarse un aparato comparable al que vemos en la saga Star Trek, donde el médico mueve una especie de linterna sobre una herida y esta se cura en unos momentos, tal como aventura Gersbach. “Obviamente, eso no es ahora posible, pero este tipo de tecnología que crea un control mucho mejor sobre los sistemas biológicos podría llevarnos hacia esa dirección”, explica.