Lo studio si inserisce nell'ambito dell'optogenetica, una tecnica sperimentale molto usata in ricerca biomedica, che permette di intervenire sull'attività neuronale di organismi modello attraverso l'uso della luce. Questa tecnica si basa sull'utilizzo di proteine che si attivano o disattivano con un flash di luce e consente di controllare in remoto le cellule in cui queste proteine sono espresse. 

In natura si trovano principalmente proteine in grado di attivare i neuroni. Di particolare interesse risulta quindi l'ingegnerizzazione in laboratorio di proteine in grado di inibire l'attività delle cellule, soprattutto se l'obiettivo è quello di stabilire come circuiti neuronali complessi siano responsabili di specifici comportamenti. Inoltre, in biomedicina, la messa a punto di proteine sintetiche ad effetto inibitorio è un obiettivo di fondamentale importanza per trattare patologie legate all'ipereccitabilità dei neuroni, come il dolore cronico neuropatico, ad oggi difficilmente curabile, anche con analgesici potenti come la morfina.

Ѐ in questo scenario che si colloca il lavoro pubblicato da Nature Methods, che presenta e descrive le proprietà di BLINK2, una nuova proteina ingegnerizzata capace di inibire l'attività neuronale.

Il lavoro è frutto della collaborazione tra il laboratorio di Biofisica dei canali ionici del dipartimento di Bioscienze dell'Università Statale di Milano guidato da Anna Moroni che, nell'ambito del grant ERC noMAGIC ha costruito la nuova proteina, e il laboratorio di Neuromodulation of Cortical and Subcortical Circuits, guidato da Raffaella Tonini dell'Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova, che ne ha dimostrato la funzionalità sull'attività neuronale. Lo studio ha inoltre coinvolto competenze di biologia cellulare e biofisica (Monica Di Luca ed Elena Marcello, Università Statale di Milano; Massimo Pasqualetti, Università di Pisa; Gerhard Thiel, TU-Darmstadt, e Henry Colecraft, Columbia University) e di biologia dello sviluppo in zebrafish (Monica Beltrame, Università Statale di Milano; Filippo Del Bene, Institut Curie di Parigi).

"All'interno del progetto ERC noMAGIC – ci spiega Anna Moroni – costruiamo proteine sintetiche per l'optogenetica, come ad esempio canali ionici attivati da luce infrarossa, che penetra più in profondità nei tessuti, mentre altri progetti riguardano l'utilizzo di campi magnetici e di ultrasuoni. Questi stimoli hanno il vantaggio di penetrare in profondità nei tessuti e possono pertanto essere utilizzati per controllare le proteine in remoto, in modo cioè non invasivo per l'organismo. Tali canali troverebbero applicazione in vari settori della ricerca – in particolare le neuroscienze – in quanto permetterebbero di controllare l'attività delle cellule in modo reversibile e con una elevata risoluzione temporale".

Nel laboratorio della professoressa Moroni, vera e propria "fabbrica" di proteine utilizzabili in optogenetica, nasceva nel 2015 BLINK1 risultato della combinazione di una proteina di origine virale con una proteina fotorecettore proveniente dalle piante. Pur funzionando per alcuni modelli animali, come i pesci, BLINK1 è inattiva nelle cellule di mammifero: una limitazione importante per l'utilizzo nella ricerca biomedica e nelle neuroscienze utili per l'uomo. Per superarla, dopo un lungo lavoro di ottimizzazione, il team di ricerca di Anna Moroni, in particolare con il contributo di Laura Alberio, co-primo autore dello studio, ha ingegnerizzato BLINK2, in grado di esprimersi anche in cellule di mammifero.