Οπτογενετική: Η ανακάλυψη που έφτασε στο Νόμπελ Ιατρικής 2026

Ο Αμερικανός Karl Deisseroth και οι Γερμανοί Peter Hegemann και Georg Nagel κέρδισαν το Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής 2026 για τις ανακαλύψεις που θεμελίωσαν την οπτογενετική. Η τεχνική επιτρέπει στους ερευνητές να ελέγχουν συγκεκριμένα νευρικά κύτταρα με φως, ανοίγοντας νέους δρόμους στην κατανόηση του εγκεφάλου και στην ανάπτυξη θεραπειών.

Τρεις επιστήμονες που μετέτρεψαν το φως σε εργαλείο ακριβούς ελέγχου της νευρωνικής δραστηριότητας τιμά το Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής 2026. Η Συνέλευση Νόμπελ του Ινστιτούτου Karolinska ανακοίνωσε τη βράβευση του Αμερικανού Karl Deisseroth και των Γερμανών Peter Hegemann και Georg Nagel για τις ανακαλύψεις τους σχετικά με τους φωτοενεργοποιούμενους διαύλους ιόντων και την οπτογενετική.

Ο Deisseroth, 54 ετών, ο Hegemann, 71 ετών, και ο Nagel, 73 ετών, συνέβαλαν σε μια τεχνολογία που άλλαξε τον τρόπο με τον οποίο οι ερευνητές εξετάζουν τη λειτουργία του εγκεφάλου. Αξιοποιώντας φωτοευαίσθητες πρωτεΐνες, μπορούν να ενεργοποιούν ή να αναστέλλουν επιλεγμένους νευρώνες και να μελετούν τη συμμετοχή τους στη μνήμη, στα συναισθήματα και στη συμπεριφορά.

Οι τρεις βραβευθέντες θα μοιραστούν χρηματικό έπαθλο 12 εκατομμυρίων σουηδικών κορωνών, περίπου 1,2 εκατομμυρίων δολαρίων.

Τι είναι η οπτογενετική και γιατί άλλαξε τη νευροεπιστήμη

Η οπτογενετική συνδυάζει γενετικές μεθόδους με τη χρήση φωτός. Οι επιστήμονες εισάγουν σε επιλεγμένα κύτταρα τις γενετικές οδηγίες για την παραγωγή φωτοευαίσθητων πρωτεϊνών. Στη συνέχεια, χρησιμοποιούν φως για να επηρεάσουν τη δραστηριότητα αυτών των κυττάρων.

«Η μέθοδος αυτή επιτρέπει να ενεργοποιούμε ή να απενεργοποιούμε τη δραστηριότητα μεμονωμένων νευρικών κυττάρων σε έναν ζωντανό εγκέφαλο», δήλωσε ο Thomas Perlmann, γενικός γραμματέας της Συνέλευσης Νόμπελ στο Karolinska, σύμφωνα με το Reuters.

Η Anna Wedell, καθηγήτρια Γενετικής και μέλος της Επιτροπής Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής, χαρακτήρισε την εξέλιξη αφετηρία μιας νέας εποχής στη νευροεπιστήμη.

«Για πρώτη φορά μπορούμε να αρχίσουμε πραγματικά να κατανοούμε πώς ο εγκέφαλος επεξεργάζεται πληροφορίες και πώς διαφορετικοί νευρώνες αλληλεπιδρούν σε ολόκληρο τον εγκέφαλο», ανέφερε.

Η δυνατότητα αυτή προσφέρει κάτι περισσότερο από την παρατήρηση της εγκεφαλικής δραστηριότητας: επιτρέπει στους ερευνητές να εξετάζουν τι αλλάζει όταν ενεργοποιούν ή αναστέλλουν συγκεκριμένα νευρωνικά κυκλώματα.

Η ανακάλυψη που ξεκίνησε από ένα φύκι

Η ιστορία της οπτογενετικής ξεκινά από έναν μικροσκοπικό οργανισμό και ένα φαινομενικά απλό ερώτημα: πώς αντιδρά τόσο γρήγορα στο φως;

Στις αρχές της δεκαετίας του 1990, ο Hegemann άρχισε να μελετά το μονοκύτταρο φύκι Chlamydomonas, το οποίο αποκρίνεται στο φως μέσα σε περίπου μισό χιλιοστό του δευτερολέπτου.

Υπέθεσε ότι μία πρωτεΐνη μπορούσε να επιτελεί δύο λειτουργίες: να ανιχνεύει το φως και να λειτουργεί ως δίαυλος ιόντων στην κυτταρική μεμβράνη.

Ο Nagel εξέτασε την υπόθεση εισάγοντας γονίδια του Chlamydomonas σε ωάρια βατράχου. Η έρευνα οδήγησε στην αναγνώριση της channelrhodopsin-2, ενός διαύλου ιόντων που ενεργοποιείται από το φως.

Το 2003, οι Nagel και Hegemann δημοσίευσαν ευρήματα που έδειχναν ότι η πρωτεΐνη μπορούσε να λειτουργήσει σε κύτταρα θηλαστικών και να προκαλέσει ηλεκτρικές αποκρίσεις με τη χρήση φωτός. Το 2005, ο Deisseroth και οι συνεργάτες του αξιοποίησαν την προσέγγιση για τον έλεγχο νευρικών κυττάρων αρουραίου. Έναν χρόνο αργότερα, η μέθοδος απέκτησε το όνομα «οπτογενετική».

Από την ψυχιατρική κλινική στα νευρωνικά κυκλώματα

Για τον Deisseroth, η αναζήτηση είχε και μια έντονη κλινική αφετηρία. Κατά την εκπαίδευσή του στην ψυχιατρική συνάντησε ασθενείς των οποίων τον πόνο οι διαθέσιμες παρεμβάσεις δεν μπορούσαν να ανακουφίσουν επαρκώς. Η εμπειρία τον ώθησε να αναζητήσει βαθύτερες εξηγήσεις για τις διαφορές στη λειτουργία του εγκεφάλου.

Ο επιστήμονας ολοκλήρωσε την ειδίκευσή του στην ψυχιατρική στο Stanford, όπου σήμερα διδάσκει Ψυχιατρική και Επιστήμες της Συμπεριφοράς, καθώς και Βιομηχανική.

Όταν έλαβε το τηλεφώνημα από τη Στοκχόλμη, τις πρώτες πρωινές ώρες στις Ηνωμένες Πολιτείες, παρέμενε ξύπνιος.

«Δεν είχα κοιμηθεί ακόμη, καθώς είμαι νυχτοπούλι, και τώρα δεν νομίζω ότι θα μπορέσω να κοιμηθώ για αρκετή ώρα», είπε.

Οπτικές ίνες από χριστουγεννιάτικα διακοσμητικά

Τα πρώτα χρόνια της τεχνικής συνδύαζαν τον επιστημονικό ενθουσιασμό με τον αυτοσχεδιασμό.

Ο Dima Kuzmin, τότε νευροχημικός σε εργαστήριο του Ινστιτούτου Max Planck στη Φρανκφούρτη, θυμήθηκε ότι το 2007 ερευνητές στερέωναν σε μικροσκόπια οπτικές ίνες που είχαν πάρει από χριστουγεννιάτικα διακοσμητικά.

«Δεν γνωρίζαμε πραγματικά πώς λειτουργούσε. Δεν είχαμε ουσιαστικά εργαλεία», ανέφερε στο Reuters. «Και ήταν εξαιρετικά συναρπαστικό».

Η εικόνα αποτυπώνει μια περίοδο κατά την οποία οι επιστήμονες διαμόρφωναν ακόμη τα εργαλεία ενός νέου ερευνητικού πεδίου.

Τι αποκαλύπτει η τεχνική για τις παθήσεις του εγκεφάλου

Η οπτογενετική προσφέρει πλέον σημαντικές πληροφορίες για τη λειτουργία νευρωνικών κυκλωμάτων που σχετίζονται με τη σχιζοφρένεια, τη νόσο Αλτσχάιμερ, τη νόσο Πάρκινσον, την επιληψία και τις εξαρτήσεις.

Οι ερευνητές χρησιμοποιούν ζωικά μοντέλα για να εξετάσουν πώς συγκεκριμένοι πληθυσμοί νευρώνων συμβάλλουν σε συμπτώματα και συμπεριφορές. Ο Deisseroth, για παράδειγμα, έλεγξε τις κινήσεις των μουστακιών ποντικών ενεργοποιώντας συγκεκριμένα νευρικά κύτταρα στον κινητικό φλοιό.

Σε άλλα πειράματα, η διέγερση με φως ξύπνησε ποντίκια που κοιμούνταν, επιβεβαιώνοντας τον ρόλο συγκεκριμένων νευρώνων στη ρύθμιση της εγρήγορσης.

«Υπάρχουν μοντέλα ποντικών για την άνοια, την επιληψία και τις εξαρτήσεις. Κατανοώντας ποια κύτταρα είναι ενεργά σε αυτές τις παθήσεις στα ποντίκια, μπορούμε να καταλάβουμε πού να αναζητήσουμε αντίστοιχους μηχανισμούς στον άνθρωπο», εξήγησε η Wedell.

Τα πειράματα αυτά διευρύνουν την κατανόηση της νόσου. Η μεταφορά των ευρημάτων σε αποτελεσματικές θεραπείες για τον άνθρωπο παραμένει ξεχωριστό ερευνητικό βήμα.

Οι προσπάθειες για αποκατάσταση της όρασης και βελτίωση της ακοής

Μία από τις σημαντικότερες θεραπευτικές κατευθύνσεις αφορά τη μελαγχρωστική αμφιβληστροειδοπάθεια, μια προοδευτική πάθηση που μπορεί να προκαλέσει σοβαρή απώλεια όρασης.

Οι ερευνητές επιχειρούν να καταστήσουν κύτταρα του αμφιβληστροειδούς ευαίσθητα στο φως, εισάγοντας γενετικές οδηγίες για την παραγωγή φωτοευαίσθητων πρωτεϊνών.

Ο Paul Bresge, διευθύνων σύμβουλος της αμερικανικής Ray Therapeutics, η οποία αναπτύσσει σχετική θεραπεία, εξήγησε τη λογική της προσέγγισης: στον αμφιβληστροειδή, το φως αποτελεί ήδη το φυσικό ερέθισμα που δέχεται το όργανο όταν ο άνθρωπος ανοίγει τα μάτια του.

Παράλληλα, οι επιστήμονες εξετάζουν αν η οπτογενετική μπορεί να βελτιώσει τα κοχλιακά εμφυτεύματα, προσφέροντας ακριβέστερη διέγερση του ακουστικού νεύρου από εκείνη των σημερινών ηλεκτρικών συσκευών.

Στην ανάπτυξη θεραπειών για την όραση δραστηριοποιείται και η Nanoscope Therapeutics. Σύμφωνα με ανακοίνωσή της τον Σεπτέμβριο, ο FDA αποδέχθηκε προς αξιολόγηση την αίτηση έγκρισης της οπτογενετικής γονιδιακής θεραπείας MCO-010 για ασθενείς με μελαγχρωστική αμφιβληστροειδοπάθεια και σοβαρή απώλεια όρασης. Η αποδοχή της αίτησης αποτελεί στάδιο της ρυθμιστικής διαδικασίας και δεν ισοδυναμεί με έγκριση κυκλοφορίας.

Η έρευνα για τον αυτισμό και η διάκριση από την άμεση οπτογενετική θεραπεία

Το Reuters αναφέρεται επίσης στη MapLight Therapeutics, εταιρεία που συνίδρυσε ο Deisseroth και η οποία αναπτύσσει θεραπείες αξιοποιώντας γνώσεις για τα νευρωνικά κυκλώματα.

Στην περίπτωση της διαταραχής αυτιστικού φάσματος, το υπό ανάπτυξη ML-004 αποτελεί φαρμακευτική προσέγγιση με zolmitriptan. Επομένως, η σύνδεσή του με την οπτογενετική αφορά τη γνώση που προσφέρει η έρευνα των κυκλωμάτων, όχι την εφαρμογή φωτός στον εγκέφαλο των ασθενών.

Η εταιρεία ανακοίνωσε τον Ιούνιο ότι η μελέτη φάσης 2 IRIS δεν πέτυχε το κύριο καταληκτικό σημείο για τις δυσκολίες κοινωνικής επικοινωνίας. Παράλληλα, ανέφερε ευρήματα για την ευερεθιστότητα σε συγκεκριμένη υποομάδα εφήβων, τα οποία χρειάζονται περαιτέρω διερεύνηση.

Μνήμη, συναισθήματα και η υπόσχεση για νέες θεραπείες

Ο Manuel Valero, επικεφαλής του Εργαστηρίου Νευρωνικών Υπολογισμών στο Hospital del Mar της Βαρκελώνης, εκτίμησε ότι η οπτογενετική επέτρεψε στους επιστήμονες να διευρύνουν τα όρια ανάμεσα στην επιστήμη και την επιστημονική φαντασία.

Όπως ανέφερε στο Reuters, σε εργαστηριακά ζώα οι ερευνητές έχουν επηρεάσει συναισθηματικές αποκρίσεις, έχουν δημιουργήσει ψευδείς αναμνήσεις και έχουν ανακτήσει αναμνήσεις σε μοντέλα της νόσου Αλτσχάιμερ.

Η μεγάλη υπόσχεση που παραμένει ανοιχτή, κατά τον ίδιο, είναι η δυνατότητα αντιμετώπισης παθήσεων του ανθρώπινου εγκεφάλου.

Πίσω από τη βράβευση βρίσκονται και τρεις διαφορετικές προσωπικές διαδρομές. Ο Hegemann αντιμετώπιζε την έρευνα ως εξερεύνηση άγνωστου εδάφους. Ο Nagel είχε εργαστεί ως εκπαιδευτικός, είχε ανοίξει καφέ και ασχολούνταν με τον αιωροπτερισμό. Ο Deisseroth αναζήτησε στην έρευνα απαντήσεις στα ερωτήματα που του έθετε καθημερινά η κλινική πράξη.

Η ανακοίνωση του Νόμπελ Ιατρικής ανοίγει την εβδομάδα των φετινών βραβείων. Θα ακολουθήσουν οι ανακοινώσεις για τη Φυσική, τη Χημεία, τη Λογοτεχνία, την Ειρήνη και τις Οικονομικές Επιστήμες, με το Νόμπελ Ειρήνης να αναμένεται την Παρασκευή 9 Οκτωβρίου.

 

 

Πηγη: https://healthpharma.gr