Un pacient orb și-a recăpătat parțial vederea datorită unei tehnici care controlează celulele cu ajutorul luminii. Optogenetica, metoda care funcționează ca o telecomandă pentru creier, le-a adus luni Premiul Nobel pentru Medicină 2026 cercetătorilor Karl Deisseroth, Peter Hegemann și Georg Nagel. Totul a pornit de la o algă microscopică ce înoată spre lumină, scrie Euronews.
Karl Deisseroth, Peter Hegemann și Georg Nagel au câștigat Premiul Nobel pentru Medicină 2026 pentru cercetările privind canalele ionice controlate de lumină și optogenetica. Este o metodă care pune bazele „unei noi ere în neuroștiințe”, a anunțat luni Adunarea Nobel de la Institutul Karolinska.
Ce este însă, mai exact, optogenetica și cum au dezvoltat laureații această tehnică?
Optogenetica este o metodă prin care anumite celule pot fi controlate folosind lumina pe post de telecomandă. Le permite cercetătorilor să pornească sau să oprească celule într-un creier viu și să studieze cum influențează anumite celule și circuite neuronale comportamentul.
Metoda a primit numele de optogenetică în 2006. Povestea ei începe însă cu mai bine de un deceniu înainte, când Peter Hegemann studia alga unicelulară Chlamydomonas, un organism cunoscut pentru faptul că înoată spre lumină.
Hegemann voia să înțeleagă ce le face pe alge să se îndrepte spre lumină. A studiat stigma, un punct portocaliu minuscul de pe suprafața celulei, care detectează lumina. Printr-o serie de experimente, Hegemann și colegii lui au identificat niște proteine sensibile la lumină, numite canalrodopsine. Acestea le permit algelor să perceapă lumina și să reacționeze la ea.
Împreună cu Georg Nagel, de la Institutul Max Planck pentru Biofizică din Frankfurt, Hegemann a introdus genele algei în ovule de broască și în celule renale umane. Cei doi au demonstrat astfel că o canalrodopsină este, într-adevăr, un canal ionic controlat de lumină.
Expus la lumină albastră, canalul se deschidea în doar 0,2 milisecunde. Ionii încărcați pozitiv năvăleau în celulă și generau un impuls electric minuscul.
Câțiva ani mai târziu, Karl Deisseroth, al treilea laureat, a introdus gena canalrodopsinei în neuroni de șobolan. Luminând celulele cu lumină albastră, cercetătorii au putut declanșa semnale nervoase. Au demonstrat astfel că proteina poate funcționa ca un întrerupător acționat de lumină. Deisseroth a folosit apoi tehnica pentru a controla neuroni din creierul unor șoareci vii.
De exemplu, oamenii de știință puteau declanșa mișcarea mustăților unui șoarece sau puteau trezi șoareci adormiți doar aprinzând o lumină.
Ce aduce viitorul
Descoperirea „oferă posibilitatea de a cartografia creierul într-un fel la care odinioară doar puteam visa”, a declarat Per Svenningsson, președintele Comitetului Nobel pentru Fiziologie sau Medicină, într-un comunicat de presă.
În prezent, optogenetica este folosită mai ales ca instrument de cercetare. Prin pulsuri de lumină, cercetătorii pot porni sau opri anumite tipuri de celule. Astfel, pot stabili relații directe de cauză și efect între activitatea neuronală, funcționarea creierului și comportament.
Tehnica le permite să identifice neuronii implicați în stări emoționale precum frica, anxietatea sau senzația de recompensă. Pot cartografia și circuitele neuronale care controlează durerea, setea, atenția sau agresivitatea.
Optogenetica este folosită pe scară largă și în cercetarea unor afecțiuni neurologice sau psihiatrice, precum depresia, schizofrenia, anxietatea, boala Alzheimer, boala Parkinson și epilepsia.
Tehnica a ajuns deja și în studii clinice pentru tratarea retinitei pigmentare, o boală genetică ce duce la orbire prin pierderea celulelor din retină care detectează lumina.
Introducând gene de opsine sensibile la lumină în celulele retiniene rămase funcționale, cercetătorii au reușit ca un pacient orb, care purta ochelari ce emit lumină, să își recapete parțial vederea și să perceapă obiecte cu contrast puternic.
