Molécula activada por luz para aliviar de forma no invasiva el dolor ocular en casos de ojo seco

El ojo seco es una enfermedad de la superficie ocular que ocurre cuando los ojos no producen suficientes lágrimas o estas son de mala calidad, lo que provoca síntomas como sequedad, ardor, picor, sensación de arenilla y visión borrosa. En países como España, según un reciente informe, la enfermedad del ojo seco podría afectar al 30% de la población, y se detecta un preocupante aumento de casos en personas menores de 30 años.

En una investigación reciente, se ha probado una molécula experimental que se activa al aplicar luz azul y que podría aliviar los síntomas del ojo seco. El compuesto, denominado DENAQ, se aplica por primera vez a los nervios sensoriales de la córnea, la capa transparente que recubre la parte frontal del ojo. En modelos animales, DENAQ ha demostrado ser capaz de reducir la actividad excesiva de estos nervios sin afectar funciones esenciales, como el parpadeo. Además, es la primera vez que se demuestra que una molécula fotosensible puede controlar la actividad nerviosa de la córnea mediante luz. Este hallazgo abre la puerta a nuevos tratamientos no invasivos basados en luz, conocidos como optofarmacología.

Este avance es obra de un equipo liderado desde el Instituto de Neurociencias, centro de titularidad mixta entre la Universidad Miguel Hernández de Elche y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en España.

DENAQ es un compuesto fotoactivo desarrollado originalmente para conferir sensibilidad a la luz en células nerviosas, como las ganglionares de la retina, que se encargan de enviar la información visual al cerebro para que podamos ver.

La actividad eléctrica de las terminaciones nerviosas que detectan el frío en la córnea es esencial para mantener la salud de la superficie ocular, ya que regula el parpadeo y la producción de lágrimas. Sin embargo, cuando esta actividad se vuelve excesiva, como sucede en casos de ojo seco, puede generar molestias persistentes. En el nuevo estudio, uno de cuyos autores es Víctor Meseguer, que codirige el laboratorio de Neurobiología Ocular del Instituto de Neurociencias, se demuestra que DENAQ puede modular esa hiperactividad nerviosa al aplicarse luz azul, reduciendo las señales anómalas sin eliminar la sensibilidad normal al frío.

“Lo más interesante es que la luz no bloquea la función de estos nervios, sino que la devuelve a la normalidad. En condiciones de ojo seco, las terminaciones están disparando sus señales de forma exagerada, y en presencia del optofármaco, con la luz conseguimos que su actividad vuelva a niveles saludables”, explica Meseguer. El estudio muestra que DENAQ actúa como un interruptor químico: al cambiar de forma bajo luz azul, modula los canales iónicos de las neuronas corneales y reduce su excitabilidad. Los experimentos, realizados en modelos de cobaya y rata, confirmaron que este efecto se mantiene incluso en córneas con sequedad inducida, sin alterar la respuesta normal al estímulo de frío.

Fibras nerviosas de la córnea de ratón captadas mediante microscopía confocal. (Foto: IN / CSIC / UMH)

El uso de DENAQ permite controlar con precisión la actividad nerviosa periférica mediante un estímulo luminoso. Esta capacidad de ajustar la excitabilidad de los nervios ofrece un nivel de control sin precedentes en estructuras sensoriales como la córnea, donde la función protectora debe mantenerse activa, pero evitando la sobreestimulación que causa dolor o irritación. La posibilidad de actuar solo sobre la zona afectada y de forma reversible convierte a esta estrategia en una alternativa prometedora frente a tratamientos farmacológicos convencionales, que a menudo presentan efectos secundarios o pérdida de sensibilidad.

Además, el estudio aporta datos nuevos y reveladores sobre los mecanismos moleculares de los receptores corneales. Los investigadores comprobaron que la molécula entra en las terminaciones nerviosas a través de canales P2X3, estructuras que hasta ahora no se habían descrito con este papel en la córnea, lo que abre el camino al diseño de futuros fármacos fotosensibles más específicos.

Esta aproximación se enmarca en el campo emergente de la optofarmacología, que permite modular la actividad del sistema nervioso mediante luz sin necesidad de manipulación genética, a diferencia de la optogenética: “Esta es la primera vez que se demuestra que una molécula fotosensible puede controlar la actividad nerviosa de la córnea con luz. Es una prueba de concepto muy sólida para desarrollar estrategias terapéuticas basadas en optofármacos”, destaca David Ares, coautor del estudio.

“Estos resultados refuerzan la idea de que podemos controlar la actividad nerviosa periférica de forma localizada, precisa y reversible, usando fármacos sensibles a la luz. En el futuro, podría servir para aliviar síntomas de ojo seco o de otras neuropatías periféricas”, apunta Meseguer.

La molécula DENAQ fue sintetizada en colaboración con el grupo del profesor Richard H. Kramer de la Universidad de California en Berkeley, Estados Unidos, un referente internacional en el desarrollo de compuestos fotosensibles que había caracterizado las propiedades fotodinámicas de la molécula y su actividad en las células ganglionares de la retina.

El estudio se titula “Optochemical modulation of corneal cold nerve terminal impulse activity with a photochromic ion channel blocker”. Y se ha publicado en la revista académica British Journal of Pharmacology. (Fuente: Instituto de Neurociencias / CSIC)