Nobelul pentru Medicină 2026 recompensează metoda care activează și oprește celule nervoase cu lumină

Adunarea Nobel de la Institutul Karolinska a anunțat laureații luni, 5 octombrie, potrivit euronews. În anunțul premiului, instituția a apreciat că metoda pune bazele: „unei noi ere în neuroștiințe”.

O proteină din alge permite declanșarea semnalelor nervoase

Controlul cu lumină folosește proteine care funcționează drept canale ionice, adică permit trecerea particulelor cu sarcină electrică în celulă. În experimente, expunerea la lumină albastră a deschis canalul în doar 0,2 milisecunde. Ionii cu sarcină pozitivă au pătruns în celulă și au generat un mic impuls electric.

Proteinele provin din Chlamydomonas, o algă unicelulară cunoscută pentru faptul că înoată spre lumină. Peter Hegemann a vrut să înțeleagă ce îi permite să facă acest lucru și a studiat structura care detectează lumina: un punct portocaliu minuscul de pe suprafața celulei.

Experimentele realizate împreună cu colegii săi au dus la identificarea unor proteine sensibile la lumină, numite channelrhodopsins. Acestea îi permit algei să detecteze lumina și să reacționeze la ea.

Cei doi au introdus genele algei în ovule de broască și în celule renale umane, demonstrând că proteina funcționează ca un canal ionic controlat de lumină.

Ani mai târziu, Karl Deisseroth a introdus gena acestei proteine în celule nervoase de șobolan. Iluminarea lor cu lumină albastră a declanșat semnale nervoase. Ulterior, a folosit tehnica în creierul unor șoareci vii: cercetătorii au putut provoca mișcarea mustăților sau trezirea animalelor adormite prin aprinderea luminii.

Metoda a primit numele de optogenetică în 2006, la mai mult de un deceniu după începutul cercetărilor asupra reacției algei la lumină.

Cercetătorii pot lega activitatea neuronilor de comportament

Optogenetica este folosită în prezent în principal pentru cercetare. Activarea sau oprirea unor tipuri precise de celule prin impulsuri luminoase permite stabilirea unor relații directe de cauză și efect între activitatea neuronală, funcționarea creierului și comportament.

Utilizările cuprind:

• Identificarea neuronilor implicați în frică, anxietate și recompensă.
• Identificarea circuitelor nervoase care controlează durerea, setea, atenția și agresivitatea.
• Cercetarea depresiei, schizofreniei, anxietății, bolii Alzheimer, bolii Parkinson și epilepsiei.

Un pacient nevăzător a recuperat parțial vederea într-un studiu clinic

Tehnica a ajuns și în studii clinice pentru tratarea retinitei pigmentare. Această boală genetică provoacă orbire prin pierderea celulelor din retină care detectează lumina.

Cercetătorii au introdus gene pentru opsine, proteine sensibile la lumină, în celulele retiniene care supraviețuiseră. Un pacient nevăzător care purta ochelari ce emit lumină a recăpătat astfel parțial vederea și a putut percepe obiecte cu contrast puternic.

Per Svenningsson a mai declarat: „oferă posibilități de cartografiere a creierului la care odinioară puteam doar visa”.