Autor: Martyna Sergiel
Światło może w przyszłości wesprzeć proces leczenia między innymi utraty wzroku, choroby Parkinsona czy stanów depresyjnych.
Za odkrycie i rozwinięcie optogenetyki – tj. dziedziny medycyny, która pozwala niezwykle precyzyjnie badać i kontrolować pracę komórek nerwowych — przyznano tegoroczną Nagrodę Nobla w zakresie fizjologii i medycyny. Otrzymali ją Karl Deisseroth, Peter Hegemann i Georg Nagel.
Nazwiska laureatów za rok 2026 ogłosił w poniedziałek (5 października) w Sztokholmie Komitet Noblowski w Instytucie Karolinska.
Laureatów uhonorowano za powołanie do życia i rozwinięcie optogenetyki – metody polegającej na kontrolowaniu aktywności określonej grupy neuronów za pośrednictwem światła. Sposób ten daje opcje pokazania, jak komórki nerwowe kształtują wspomnienia, uczucia i zachowania w żywym organie mózgu.
W praktyce osiągnięcia noblistów mogą doprowadzić do poprawy skuteczności leczenia między innymi zaburzeń widzenia i różnych schorzeń neurologicznych, np. choroby Parkinsona, przy wykorzystaniu głębokiej stymulacji mózgu. Potencjalnie mogą wesprzeć opracowanie nowej metody leczenia depresji, a nawet cukrzycy czy chorób nowotworowych.
W jaki sposób mózg zarządza uczuciami, zachowaniami i funkcjami organizmu? W XX wieku naukowcy rozpoczęli badania nad tym, które płaty mózgu odpowiadają za jego pracę i poszczególne funkcje, ale stosowane wówczas taktyki uniemożliwiły im wykazanie związków przyczynowo-skutkowych. Udawało się uzyskać tylko ogólny, przybliżony wizerunek. Optogenetyka aktualnie pozwala dostrzec najmniejsze szczegóły.
Nagrodzone odkrycia wymagały upłynięcia sporego okresu czasu. Początkowo Peter Hegemann chciał się dowiedzieć, dlaczego jednokomórkowy glon Chlamydomonas potrafi płynąć w kierunku źródła światła. Na początku XXI wieku on i Georg Nagel odkryli rodopsynę kanałową, białko znajdujące się na powierzchni komórki Chlamydomonas. Gdy rodopsyna jest oświetlana niebieskim światłem, otwiera się kanał jonowy. Naładowane jony napływają do komórki i produkują impuls elektryczny. Wystarczyło wprowadzić rodopsynę kanałową do dowolnej komórki, aby stała się ona wrażliwa na światło.
Amerykanin Karl Deisseroth wykorzystał tę nową opcję, wprowadzając gen rodopsyny kanałowej do komórek nerwowych gryzoni. Oświetlając komórki niebieskim światłem, był w stanie wywołać sygnał nerwowy. Wyniki swoich przełomowych badań opublikował w roku 2005. Dwa lata później „zainstalował” sterowane światłem przełączniki pracy komórek nerwowych w mózgach żywych szczurów.
Ta właśnie metoda kontrolowania sygnałów nerwowych za pomocą światła, nazywana jest optogenetyką, szybko się upowszechniła. Za jej użyciem, badacze byli w stanie odkryć obwody neuronalne rządzące określonymi wspomnieniami, uczuciami i zachowaniami istotnymi dla zaburzeń neurologicznych i psychiatrycznych.
W medycynie klinicznej naukowcy wykorzystują ten sposób, próbując przywrócić wzrok osobom z upośledzeniem tego zmysłu.
Optogenetyka w ogromnym stopniu zmodyfikowała nasze rozumienie mózgu. W roku 2010 „Nature Methods” ogłosiło ją „Metodą Roku”. Obecnie, co 12 miesięcy publikowane są setki prac z tego właśnie obszaru badawczego. Poza badaniami nad układem nerwowym, leczeniem chorób neurologicznych, depresji czy ślepoty, optogenetyka coraz silniej wkracza do biologii komórkowej poza układem nerwowym, np. w badaniach nad nowotworami czy cukrzycą.
„Optogenetyka daje możliwości mapowania mózgu drogą, o jakiej niegdyś mogliśmy tylko pomarzyć” – powiedział na łamach PAP Per Svenningsson, przewodniczący Komitetu Noblowskiego w dziedzinie fizjologii i medycyny.
Optogenetyka „umożliwia włączanie i wyłączanie aktywności pojedynczych komórek nerwowych w żywym mózgu” – powiedział Thomas Perlmann, sekretarz generalny Zgromadzenia Noblowskiego w Instytucie Karolinska. „Ta metoda jest obecnie stosowana w laboratoriach w skali globu i ma za zadanie odkrywać tajemnice mózgu” – dodał Perlmann.
W badaniach klinicznych naukowcy przywracają wzrok osobom oślepionym przez chorobę zwaną retinitis pigmentosa, wszczepiając do siatkówki światłoczułe białko. Naukowcy mają również nadzieję, że optogenetyka może udoskonalić implanty ślimakowe, umożliwiając bardziej precyzyjną stymulację nerwu słuchowego niż aktualne urządzenia elektryczne.
Karl Deisseroth (ur. 1971 r.) pochodzi z Bostonu. Obronił doktorat w 1998 r. i uzyskał tytuł doktora psychiatrii w 2000 r. na Uniwersytecie Stanforda. Teraz jest profesorem bioinżynierii, psychiatrii i nauk behawioralnych w Instytucie Medycznym Howarda Hughesa i na Uniwersytecie Stanforda.
Peter Hegemann urodził się w Munster w Niemczech w 1954 r. Doktorat obronił w Instytucie Biochemii Maxa Plancka w Martinsried. Tam właśnie dokonał odkryć, za które przyznano mu tę nagrodę. Obecnie jest profesorem w dziedzinie neurologii na Uniwersytecie Humboldta w Berlinie.
Profesor fizjologii molekularnej roślin w Katedrze Fizjologii Molekularnej Roślin i Biofizyki Uniwersytetu w Würzburgu (Niemcy), Georg Nagel przyszedł na świat w niemieckim Weingarten w 1953 r. Doktoryzował się na Uniwersytecie we Frankfurcie. Nagrodę przyznano mu za odkrycia dokonane w Instytucie Biofizyki Maxa Plancka we Frankfurcie.
Nagrodą w wysokości 12 mln koron szwedzkich (czyli równowartość ok. 4 mln 670 tys. zł) laureaci będą musieli się podzielić.
Opracowano na podstawie: https://www.rynekzdrowia.pl/Nauka/Swiatlem-w-choroby-mozgu-Odkrycia-noblistow-moga-pomoc-leczyc-slepote-Parkinsona-i-depresje,289616,9.html.