Los métodos optogenéticos se basan en la introducción de genes exógenos que codifican proteínas sensibles a la luz en ciertas células.
Estas proteínas permiten modificar el comportamiento a nivel celular mediante la presencia o ausencia de luz.
Estas opsinas combinan un dominio sensible a la luz y un canal iónico en la misma proteína.
El progreso reciente con respecto al uso de LED orgánicos (OLED) como estímulos para la optogenética.
Además, los diodos emisores de luz orgánicos (OLED) son adecuados para la implantación en el cerebro por su espesor muy delgado, que puede ser inferior a 1 μm.
[11] En 2003 Zemelman y Miesenböck desarrollaron un segundo método para la activación dependiente de la luz de neuronas individuales en las que los canales ionotrópicos TRPV1, TRPM8 y P2X2 fueron cerrados por ligandos enjaulados en respuesta a la luz.
En 2013, Ernst Bamberg, Ed Boyden, Karl Deisseroth, Peter Hegemann, Gero Miesenböck y Georg Nagel recibieron el Premio Mundial del Cerebro por "su invención y perfeccionamiento de la optogenética".
Un
nematodo
expresando el
canal iónico
sensible a la luz
Mac
.
Mac
es una
bomba de protones
aislada originalmente en el hongo
Leptosphaeria maculans
y expresada ahora en las células musculares de
C. elegans
, que se abren en respuesta a la luz verde y causan
inhibición hiperpolarizante
. Es de destacar la extensión a la que se somete la longitud del cuerpo del gusano cada vez que se expone a la luz verde, hipotéticamente causada por los efectos relajantes musculares de
Mac
.
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Fig. 1: Ejemplo de la activación optogenética de la corteza prefrontal
. La canalrodopsina-2 (ChR2) induce una actividad impulsada por luz azul de gran precisión temporal en neuronas corticales prefrontales prelímbicas de rata. a) Esquema
in vitro
(a la izquierda) que muestra la emisión de luz azul y el registro en células enteras de la actividad evocada por la luz de neuronas piramidales en las que se expresa un CaMKllα::ChR2-EYFP fluorescente (a la derecha), en un delgado corte de cerebro. b) Esquema
in vivo
(izquierda) que muestra la emisión de luz azul (473 nm) y el registro de una sola unidad. (Abajo a la izquierda) Corte coronal de cerebro que muestra la expresión de CaMKllα::ChR2-EYFP en la región prelímbica. La flecha celeste muestra la punta de la fibra óptica, la flecha negra muestra la punta del electrodo de registro (a la izquierda). Barra blanca, de 100
µm
, para comparación. (Abajo a la derecha) Registro de luz
in vivo
en neurona cortical prefrontal de una rata transducida CaMKllα::ChR2-EYFP mostrando picos evocados por la emisión de pulsos de luz azul a 20 Hz (derecha). En detalle, Respuesta representativa de una sola unidad, evocada por luz.
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