En las tecnologías celulares, la pregunta «¿qué se ha administrado?» es insuficiente. No es menos importante dónde y cuándo lo administrado empieza a funcionar. Los investigadores propusieron resolver esta tarea con luz: empaquetaron proteínas biológicamente activas en cápsulas microscópicas y luego un pulso láser desencadenaba su liberación dentro de células precursoras de tejido nervioso. El trabajo se publicó el 9 de octubre en Scientific Reports.
Las cápsulas pueden imaginarse como pequeños paquetes con una cerradura que se abre con luz. Su diámetro era de alrededor de 1,7 micrómetro. En su interior se empaquetaron dos proteínas: BDNF, el factor neurotrófico derivado del cerebro, y NeuroD1, un factor de transcripción que ayuda a la célula a emprender el camino hacia su conversión en neurona. Las propias células captaban las cápsulas poliméricas. Después, los investigadores dirigían el láser a una zona elegida, y el contenido se liberaba precisamente allí, y no en toda la muestra.
En los experimentos de laboratorio, esa activación local influía en la diferenciación: la célula precursora adquiría gradualmente las propiedades de una célula especializada. Ahora este proceso puede ponerse en marcha de forma puntual, en la célula deseada y en el momento deseado.
Los científicos compararon dos regímenes de irradiación: la excitación monofotónica y la bifotónica. Con los parámetros ajustados, las células sobrevivían. La variante bifotónica es especialmente cómoda: el efecto surge solo en un foco diminuto cuyo volumen es menor que un micrómetro, por lo que la acción puede localizarse con gran precisión.
También hay una ventaja práctica: las cápsulas pueden observarse. Según los datos del artículo, su señal fluorescente seguía siendo distinguible dentro de las células durante dos semanas, de modo que los portadores administrados pueden rastrearse a lo largo del tiempo. Un trabajo cercano en su objetivo, con cápsulas poliméricas fotoconvertibles, fue más lejos: los investigadores siguieron células neurales individuales, y las cápsulas mantenían su estabilidad dentro de ellas hasta cinco semanas. La fotoconversión en ese trabajo también funcionaba tanto con irradiación monofotónica como bifotónica.
El principal valor del enfoque es su controlabilidad. Si se puede enviar una señal en un punto elegido y en un momento determinado, aparece una herramienta para estudiar el desarrollo de las células nerviosas: se vuelve más preciso saber cómo responde una célula individual al estímulo y cómo cambia después su destino.
La idea en sí no es nueva. En 2015, el grupo de Norbert Reich, de la Universidad de California en Santa Bárbara, mostró que las nanopartículas huecas de oro y un láser de infrarrojo cercano permiten controlar la liberación de una proteína dentro de la célula tanto en el espacio como en el tiempo. Los resultados se publicaron en la revista Molecular Pharmaceutics. Otro ejemplo más: el BDNF, empaquetado en nanopartículas, se liberaba bajo la acción de un láser infrarrojo con una longitud de onda de 808 nm y sostenía el crecimiento y la diferenciación de precursores neuronales humanos en cultivo. Además, la luz infrarroja resultó ser notablemente menos tóxica que la ultravioleta, que se probó en ese mismo trabajo.
Hoy el tema suena especialmente actual: el 5 de octubre de 2026 el Premio Nobel de Fisiología o Medicina se concedió a Karl Deisseroth, Peter Hegemann y Georg Nagel por descubrimientos relacionados con los canales iónicos controlados por luz y la optogenética, un método para controlar la actividad de las células nerviosas mediante la luz. Research and innovation Los orígenes de esta historia se remontan a un alga unicelular, Chlamydomonas reinhardtii: Hegemann, Nagel y sus colegas investigaron sus proteínas fotosensibles, las canalrodopsinas, que funcionan como canales iónicos que se abren bajo la acción de la luz. En 2005, Deisseroth y sus coautores mostraron que la introducción de la canalrodopsina-2 en las neuronas permite desencadenar su actividad eléctrica con breves pulsos de luz azul.
Ambos enfoques utilizan la luz para actuar con precisión sobre las células: la optogenética controla su actividad eléctrica, y las microcápsulas estudiadas, la liberación de proteínas.
El estudio abre la perspectiva de un control más preciso del desarrollo de las células nerviosas. En experimentos con cultivos celulares, los científicos mostraron que la luz permite liberar proteínas de forma local, manteniendo la supervivencia de las células con los parámetros ajustados. La siguiente etapa es estudiar la administración de las cápsulas en tejido vivo, los métodos de activación luminosa dentro del organismo y la seguridad a largo plazo del método. Estas investigaciones ayudarán a evaluar sus posibilidades para futuras terapias celulares. Ya hoy la plataforma ofrece a los científicos una herramienta valiosa: la posibilidad de observar cómo responde una célula individual a la señal y cómo cambia su desarrollo posterior.
