Peter Hegemann, el biofísico que encontró en un alga el interruptor del cerebro

Pregúntenle a Peter Hegemann cómo podrían mejorar la optogenética los investigadores jóvenes y les dará a todos los periodistas la misma respuesta: no deberían hacerlo. Deberían trabajar en algo nuevo. Es una respuesta peculiar viniendo de un hombre a quien la Asamblea Nobel acaba de reconocer como quien puso todo en marcha, pero Hegemann tiene la costumbre de abandonar los campos de investigación antes de que se acomoden a su alrededor. En una conferencia de prensa en la Universidad Humboldt de Berlín enumeró sus desvíos: químico, luego bioquímico, después una década dedicada a la fisiología vegetal y, más tarde, profesorados en bioquímica y biofísica. «Y ahora soy neurocientífico», dijo, «aunque nunca he hecho un experimento de neurociencia en mi vida».

El premio, que comparte con Georg Nagel, de la Universidad de Würzburg, y Karl Deisseroth, de Stanford University, reconoce descubrimientos sobre los canales iónicos activados por la luz y la optogenética. El relato del propio comité empieza con él. «Todo comenzó con la curiosidad de Peter Hegemann», dice el comunicado de prensa: quería saber cómo Chlamydomonas, un alga verde unicelular, logra nadar hacia una fuente de luz. La respuesta fue la canalrodopsina, una proteína que capta la luz y abre un poro en la membrana celular en un solo paso. Al introducirla en una célula nerviosa, los investigadores pueden activarla con luz azul. Hegemann todavía recuerda el primer comentario de la revista Science sobre el descubrimiento: «Un canal iónico de la escoria de un estanque». Añade que a la comunidad de Chlamydomonas no le hizo ninguna gracia.

Nada en sus estudios parecía apuntar a todo esto. Hegemann nació en Münster el 11 de diciembre de 1954 y creció en Aachen, en una familia de médicos. En una escuela secundaria humanística pasó años traduciendo lo que recuerda como relatos aburridos de guerras romanas y griegas; solo le gustaban las ciencias, el arte y la música. Tocaba la flauta en la orquesta escolar, andaba en moto y describe sus calificaciones, tanto en la escuela como en la universidad, como absolutamente promedio. Estudió química en Münster y luego en Múnich, donde se pasó a la bioquímica.

La decisión que marcó su carrera llegó en el Instituto Max Planck de Bioquímica en Martinsried, donde terminó su doctorado en 1984 en el grupo de Dieter Oesterhelt. Allí trabajó con la halorrodopsina, una bomba de cloruro impulsada por la luz que se encuentra en un microbio adaptado a ambientes salinos. Según recuerda, Oesterhelt le ofreció dos caminos: quedarse con él todo el tiempo que quisiera, hasta su jubilación, o hacer las cosas por su cuenta e irse después de cinco años. Hegemann eligió la segunda opción. Un artículo de Kenneth Foster había planteado que el sensor de luz del alga era una rodopsina, perteneciente a la misma familia de moléculas que funciona en los ojos de los animales. Hegemann pasó un año como investigador posdoctoral en el laboratorio de Foster, en Syracuse University, antes de regresar a Martinsried para dirigir su propio grupo.

Allí, a principios de la década de 1990, encontró el enigma que lo ocuparía durante diez años. Con electrodos diminutos colocados sobre la mancha ocular del alga, registró un impulso eléctrico medio milisegundo después de que llegara la luz: más de veinte veces más rápido que la cadena de pasos químicos que convierte la luz en una señal en el ojo humano. Hegemann concluyó que una sola proteína debía captar la luz y actuar como canal iónico. Sus colegas se mostraron escépticos y, cada vez que su equipo intentaba aislarla, la proteína se desintegraba. En 1993 se trasladó a la Universidad de Regensburg como profesor de bioquímica. Alrededor del cambio de milenio, su grupo detectó dos posibles candidatas en secuencias genéticas de Chlamydomonas publicadas por investigadores japoneses y se las envió a Nagel, en el Instituto Max Planck de Biofísica, en Frankfurt. Nagel las expresó en huevos de rana y observó cómo se abrían al recibir luz. Junto con Nagel y Ernst Bamberg, Hegemann describió la canalrodopsina-1 en Science en 2002 y la canalrodopsina-2 —la versión que adoptó la neurociencia— en PNAS en 2003.

La herramienta se difundió rápidamente. En 2005, el laboratorio de Deisseroth utilizó la canalrodopsina-2 para hacer que neuronas de rata cultivadas dispararan impulsos a voluntad y, ese mismo año, Hegemann fue coautor de un estudio en el que la proteína activó la actividad neuronal en embriones de pollo. En la Universidad Humboldt, donde se convirtió en profesor de biofísica experimental, su laboratorio pasó a ser un taller de nuevas variantes. En 2014, su grupo transformó la canalrodopsina en un canal de cloruro activado por la luz que silencia las neuronas en lugar de activarlas. Una subvención del Consejo Europeo de Investigación, otorgada en 2016, financió la búsqueda de enzimas sensibles a la luz que dio lugar a la primera rodopsina heterodimérica conocida. Desde 2015 ocupa una cátedra sénior Hertie de neurociencia en Berlín.

El límite de tres nombres para un Premio Nobel simplifica una historia con muchos participantes, y la trayectoria del propio Hegemann deja ver lo que queda fuera. Dieter Oesterhelt, el supervisor cuyo trabajo sobre las rodopsinas microbianas sentó las bases de todo esto, compartió con Hegemann y Deisseroth el Premio Albert Lasker de Investigación Médica Básica de 2021, pero murió en noviembre de 2022 y el Nobel no se otorga de manera póstuma. Bamberg, coautor de los dos artículos sobre canalrodopsina, compartió el Brain Prize de 2013 con los tres galardonados de este año, pero no figura entre ellos. Incluso el lugar de los descubrimientos es motivo de disputa. El comité sitúa los hallazgos premiados en el instituto de Martinsried, mientras que la Universidad de Regensburg sostiene que el trabajo realizado en sus laboratorios sentó las bases. La promesa médica también es limitada: el resultado clínico más claro es el de un hombre con retinitis pigmentosa que recuperó una visión parcial. Hegemann también critica abiertamente la forma en que su profesión recompensa a los científicos. En un video de 2023 pidió a sus colegas que, después de tres o cuatro años, evaluaran a los investigadores jóvenes por la originalidad de su trabajo y no por la cantidad de publicaciones; dijo que, lamentablemente, no lo hacen. También le ha dicho a la emisora rbb que a menudo dudaba de seguir en la investigación básica en la Universidad Humboldt porque el apoyo era insuficiente.

La noticia casi pasó inadvertida para él. Le contó al sitio web del Premio Nobel que el 5 de octubre ignoró un correo electrónico de un desconocido que le pedía devolver la llamada, hasta que reconoció el código telefónico de Suecia, que había visto durante sus viajes en velero. En la conferencia de prensa de la Universidad Humboldt dijo que no se puede investigar con el objetivo de ganar premios y elogió a un grupo integrado por personas de al menos diez nacionalidades. Las autoridades de la universidad han respaldado la optobiología con un nuevo edificio cuya finalización está prevista para mayo de 2029. Hegemann sigue asesorando al Regensburg Center for Ultrafast Nanoscopy y forma parte de un proyecto Synergy del Consejo Europeo de Investigación, en marcha desde 2022, que busca llevar la optogenética a una variedad más amplia de sistemas vivos.

La ceremonia de entrega de medallas en Estocolmo será el 10 de diciembre, el día anterior a su cumpleaños número 72, y planea llevar a su familia y a sus colaboradores más cercanos. En su entrevista con el Nobel señaló que el primer estudio sobre la reacción de Chlamydomonas a la luz se publicó en 1866, obra de un científico ruso que recogió las algas en el río Nevá, en San Petersburgo, y trabajó sin electricidad. El consejo que Hegemann les da a quienes vienen detrás es el mismo que ofrece sobre la optogenética: hay muchísimas criaturas interesantes por estudiar.

Etiquetas: Premio Nobel, Georg Nagel, Karl Deisseroth, optogenética, Peter Hegemann, channelrhodopsin, biofísicos

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