La Asamblea Nobel del Instituto Karolinska ha concedido el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2026 a Karl Deisseroth, Peter Hegemann y Georg Nagel por sus descubrimientos sobre los canales iónicos activados por luz y la optogenética.
La optogenética permite activar o silenciar poblaciones concretas de neuronas con luz y ha cambiado la forma de estudiar circuitos relacionados con la memoria, el comportamiento y la enfermedad.
El Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2026 reconoce un desarrollo científico que transformó una observación de biología básica en una herramienta esencial para estudiar el sistema nervioso, la optogenética. La investigación sobre cómo el alga unicelular Chlamydomonas reinhardtii detecta la luz y nada hacia ella llevó a identificar proteínas capaces de abrir canales iónicos en respuesta a la luz y, años después, a utilizar esas mismas proteínas para controlar la actividad de células concretas mediante pulsos luminosos.
Hoy, la optogenética es una técnica habitual en laboratorios de neurociencia de todo el mundo. Gracias a ella se pueden activar o inhibir tipos concretos de neuronas con una precisión temporal de milisegundos y comprobar qué papel desempeñan en un comportamiento, una sensación o una función fisiológica. Esta capacidad ha permitido pasar de observar qué regiones cerebrales se activan durante una determinada tarea a probar relaciones de causa y efecto entre circuitos neuronales y funciones concretas.
Sus aplicaciones han permitido identificar circuitos implicados en el sueño, el miedo, la ansiedad, la recompensa, la alimentación o la memoria. También han extendido el uso de la optogenética más allá del cerebro, hacia el estudio del corazón, el intestino y los sistemas sensoriales. En paralelo, algunas de sus aplicaciones han comenzado a dar el salto hacia la investigación clínica, especialmente en enfermedades de la retina.
“La optogenética ofrece oportunidades para cartografiar el cerebro de una manera con la que antes solo podíamos soñar”, ha señalado Per Svenningsson, presidente del Comité Nobel de Fisiología o Medicina, tras anunciar el galardón.
Peter Hegemann: entender cómo un alga detecta la luz
El desarrollo de la optogenética comenzó a principios de la década de 1990 con una pregunta de biología básica. Peter Hegemann, entonces en el Instituto Max Planck de Bioquímica de Martinsried, estudiaba cómo el alga unicelular Chlamydomonas reinhardtii era capaz de detectar una fuente de luz y nadar hacia ella.
En 1991, Hegemann y sus colaboradores publicaron experimentos en los que midieron las corrientes eléctricas generadas en el alga después de recibir luz. La respuesta era extraordinariamente rápida. Los trabajos posteriores mostraron que podía producirse en fracciones de milisegundo, algo difícil de explicar mediante los mecanismos de percepción de la luz conocidos en animales, que dependen de varias reacciones moleculares sucesivas.
En 1992, Hegemann y sus colaboradores plantearon que el receptor capaz de captar la luz estuviera directamente asociado al canal iónico responsable de generar la corriente eléctrica. En otras palabras, la célula podía disponer de un mecanismo molecular mucho más directo para transformar la luz en electricidad.
Durante los años siguientes resultó difícil identificar las proteínas responsables. La situación empezó a cambiar alrededor del año 2000, cuando los avances en genética y la disponibilidad de secuencias de ADN de C. reinhardtii permitió buscar proteínas parecidas a otras rodopsinas microbianas conocidas. Entonces, el equipo de Hegemann identificó dos candidatos que podían explicar aquella rápida respuesta a la luz.
Georg Nagel y la identificación de los canales iónicos activados por luz
El siguiente paso era estudiar las proteínas candidatas. Para ello, Hegemann colaboró con Georg Nagel, experto en el estudio de proteínas de membrana.Nagel introdujo las secuencias identificadas en ovocitos de Xenopus laevis donde observaron que al exponer las células a luz se abría un canal de su membrana y los iones comenzaban a atravesarlo, generando una señal eléctrica.
Los investigadores caracterizaron así las canalrodopsinas, entre ellas la canalrodopsina-2 (ChR2), especialmente importante para el desarrollo posterior de la optogenética. ChR2 responde con rapidez a la luz azul y permite el paso de iones positivos a través de la membrana.
En 2003, Nagel, Hegemann y colaboradores mostraron además que ChR2 podía funcionar en células de mamífero. Este descubrimiento fue decisivo, ya que introducir las instrucciones necesarias para producir la proteína podía convertir una célula que normalmente no responde a la luz en una célula fotosensible.
Karl Deisseroth lleva la optogenética hasta las neuronas para estudiar el cerebro
Karl Deisseroth convirtió la característica mol en una herramienta para estudiar el cerebro. Su equipo introdujo la secuencia que codifica ChR2 en neuronas de rata cultivadas en el laboratorio y comprobó que las células toleraban la proteína y la incorporaban a su membrana.
En 2005 el equipo demostró que pulsos de luz azul podían desencadenar potenciales de acción en esas neuronas con precisión de milisegundos. Dos años después,observaron que el sistema funcionaba también en el cerebro de ratones vivos. En este modelo y mediante una fibra óptica, los investigadores podían iluminar neuronas de la corteza motora y provocar movimientos de los bigotes.
La tecnología siguió ampliándose con proteínas capaces de responder a diferentes longitudes de onda y herramientas que permiten no solo activar, sino también silenciar neuronas. De este modo, los investigadores comenzaron a probar relaciones causales entre poblaciones neuronales y comportamientos concretos. Se había abierto la posibilidad de estudiar el funcionamiento de las neuronas y el cerebro como nunca se había hecho antes.
Entre los experimentos más representativos destacan los dedicados a los recuerdos. La optogenética permitió marcar neuronas activas durante la formación de una memoria y reactivarlas posteriormente, aportando evidencias experimentales sobre cómo determinados conjuntos neuronales participan en los llamados engramas de memoria.
Optogenética: de herramienta experimental a posibles aplicaciones médicas
Dos décadas después de los primeros experimentos, la optogenética continúa expandiéndose tanto en biología básica como en investigación médica. Las herramientas actuales buscan controlar células con mayor precisión, mejorar la llegada de las opsinas a tejidos específicos y utilizar proteínas más sensibles o activables con diferentes tipos de luz.
La restauración de la visión es una de las áreas más avanzadas. Frente a las estrategias de terapia génica dirigidas a corregir o compensar genes alterados, la optogenética busca conferir sensibilidad a la luz a células de la retina que permanecen funcionales tras la pérdida de los fotorreceptores. Para ello, se introducen genes que hacen que estas células produzcan proteínas sensibles a la luz, de modo que puedan responder a estímulos luminosos y transmitir señales visuales al cerebro. En esta dirección, este año se han publicado resultados de un ensayo de fase I/IIa con una terapia que utiliza ChR2 en personas con retinosis pigmentaria avanzada (aunque lamentablemente después de que la empresa responsable fuera adquirida, se ha discontinuado el desarrollo de la terapia).
También se investiga el potencial de la optogenética utilización en audición y en la modulación de circuitos asociados a enfermedades neurológicas, aunque buena parte de estas aplicaciones continúa en fases experimentales.
El Nobel de Medicina 2026 reconoce así una cadena de descubrimientos que conectó la biología de un microorganismo con una cuestión central de la neurociencia. El siguiente reto será determinar hasta dónde puede trasladarse esa precisión desde el laboratorio hasta aplicaciones clínicas seguras y eficaces.
Fuentes
Light-seeking algae gave us a switch for nerve cells. https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2026/press-release/
Optogenetics: Discovery of a neuronal switch. https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2026/advanced-information/
