Νόμπελ Ιατρικής 2026 στην οπτογενετική
Το Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής 2026 απονεμήθηκε στους Karl Deisseroth, Peter Hegemann και Georg Nagel για την έρευνα που οδήγησε στην ανάπτυξη της οπτογενετικής. Η ανακοίνωση έγινε στις 5 Οκτωβρίου και αφορά μια μέθοδο που επιτρέπει τον έλεγχο επιλεγμένων νευρικών κυττάρων με τη χρήση φωτός, προσφέροντας στους επιστήμονες ένα σημαντικό εργαλείο για τη μελέτη του εγκεφάλου.
Η οπτογενετική βοηθά τους ερευνητές να εξετάζουν τον ρόλο συγκεκριμένων νευρώνων και νευρικών κυκλωμάτων στη μνήμη, την κίνηση, τα συναισθήματα και τη συμπεριφορά. Η δυνατότητα να ενεργοποιούν ή να αναστέλλουν επιλεγμένα κύτταρα επιτρέπει τη μελέτη σχέσεων αιτίας και αποτελέσματος, κυρίως σε πειραματικά μοντέλα ζώων.
Από ένα φύκος στον έλεγχο των νευρώνων
Η επιστημονική διαδρομή ξεκίνησε από το μονοκύτταρο φύκος Chlamydomonas. Ο Peter Hegemann μελέτησε τον τρόπο με τον οποίο το φύκος κινείται προς μια πηγή φωτός και, μαζί με τον Georg Nagel, εντόπισε στις αρχές της δεκαετίας του 2000 τη φωτοευαίσθητη πρωτεΐνη channelrhodopsin.
Όταν η πρωτεΐνη φωτίζεται με μπλε φως, ανοίγει έναν δίαυλο στην κυτταρική επιφάνεια. Μέσα από αυτόν περνούν φορτισμένα ιόντα, δημιουργώντας ηλεκτρικό σήμα. Η διαπίστωση ότι η φωτοευαισθησία μπορούσε να μεταφερθεί και σε άλλα κύτταρα έθεσε τις βάσεις για την εφαρμογή της τεχνικής στη νευροεπιστήμη.
Ο Karl Deisseroth και η ομάδα του εισήγαγαν το γονίδιο της channelrhodopsin σε νευρικά κύτταρα αρουραίων. Με φωτισμό μπλε χρώματος κατάφεραν να προκαλέσουν νευρικά σήματα. Η σχετική εργασία δημοσιεύθηκε το 2005 και στη συνέχεια η μέθοδος εφαρμόστηκε σε πειράματα στον εγκέφαλο ζωντανών ποντικών.
Στην πράξη, τα επιλεγμένα κύτταρα αποκτούν, μέσω γενετικών τεχνικών, φωτοευαίσθητες πρωτεΐνες. Οι ερευνητές χρησιμοποιούν στη συνέχεια φως κατάλληλου χρώματος για να επηρεάσουν τη λειτουργία τους. Ανάλογα με την πρωτεΐνη, μπορούν είτε να ενεργοποιήσουν είτε να αναστείλουν τα νευρικά σήματα, ενώ λεπτές οπτικές ίνες μεταφέρουν το φως σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου.
Τι δείχνουν οι εφαρμογές της μεθόδου
Με την οπτογενετική έχουν μελετηθεί σε ποντίκια κυκλώματα που συνδέονται με τη νόσο του Πάρκινσον, συμπεριφορές που σχετίζονται με την κατάθλιψη και την κοινωνική αλληλεπίδραση. Τα ευρήματα αφορούν πειραματικά μοντέλα σε ζώα και δεν ισοδυναμούν με αποδεδειγμένη θεραπεία για ανθρώπους.
Μια κλινική εφαρμογή περιγράφηκε το 2021 στο Nature Medicine. Σε έναν ασθενή με μελαγχρωστική αμφιβληστροειδοπάθεια, η οποία είχε προκαλέσει απώλεια των φωτοϋποδοχέων του ματιού, συνδυάστηκαν η έγχυση γενετικού φορέα για την παραγωγή φωτοευαίσθητης πρωτεΐνης και ειδικά γυαλιά.
Με τη βοήθεια των γυαλιών, που μετέτρεπαν τις μεταβολές της έντασης του φωτός σε φωτεινούς παλμούς, ο ασθενής μπορούσε να αντιλαμβάνεται, να εντοπίζει, να μετρά και να αγγίζει αντικείμενα. Χωρίς τα γυαλιά δεν μπορούσε να τα ανιχνεύσει οπτικά. Το αποτέλεσμα αφορά έναν ασθενή και περιγράφει μερική ανάκτηση οπτικής λειτουργίας, δείχνοντας μια πιθανή κατεύθυνση για την περαιτέρω διερεύνηση κλινικών εφαρμογών.
