Ανακοινώθηκαν οι νικητές του Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής 2026, με τη φετινή διάκριση να στρέφει το ενδιαφέρον σε μια τεχνολογία που άλλαξε ριζικά τη μελέτη του εγκεφάλου. Το βραβείο απονέμεται στους Peter Hegemann, Georg Nagel και Karl Deisseroth για τις ανακαλύψεις που οδήγησαν στην ανάπτυξη της οπτογενετικής, μιας μεθόδου που επιτρέπει στους επιστήμονες να ελέγχουν συγκεκριμένα νευρικά κύτταρα με τη βοήθεια του φωτός και να μελετούν με πρωτοφανή ακρίβεια τον ρόλο τους στη λειτουργία του εγκεφάλου.
Το Βραβείο Νόμπελ Ιατρικής φέτος το κέρδισαν επιστήμονες για την ανακάλυψή τους στο χώρο της οπτογενετικής, μιας μεθόδου που μας επιτρέπει να δούμε πώς τα νευρικά κύτταρα διαμορφώνουν τις αναμνήσεις, τα συναισθήματα και τις συμπεριφορές στον ζωντανό εγκέφαλο. Ο Peter Hegemann και ο Georg Nagel ανακάλυψαν σε ένα μονοκύτταρο φύκι μια εντυπωσιακή πρωτεΐνη, τη διαυλοροδοψίνη. Ο Karl Deisseroth μετέτρεψε αυτή την πρωτεΐνη σε έναν φωτοελεγχόμενο διακόπτη για τα νευρικά κύτταρα. Οι βραβευθέντες έθεσαν έτσι τα θεμέλια για μια νέα εποχή στις νευροεπιστήμες.
Το πώς ο εγκέφαλος ελέγχει τα συναισθήματα, τη συμπεριφορά και τις λειτουργίες του σώματος αποτελούσε για πολύ καιρό ένα μεγάλο μυστήριο. Τον 20ό αιώνα, οι ερευνητές άρχισαν να μελετούν ποιες περιοχές του εγκεφάλου συνδέονται με συγκεκριμένες λειτουργίες. Ωστόσο, οι μέθοδοι που είχαν στη διάθεσή τους δεν τους επέτρεπαν να αποδείξουν σχέσεις αιτίου και αποτελέσματος. Η εικόνα που είχαν σχηματίσει για τον εγκέφαλο έμοιαζε με έναν πρόχειρο χάρτη, γεμάτο ερωτηματικά και άγνωστα σημεία. Σήμερα, όμως, αυτό αρχίζει να αλλάζει.
«Η οπτογενετική μάς δίνει τη δυνατότητα να χαρτογραφήσουμε τον εγκέφαλο με τρόπους που κάποτε μπορούσαμε μόνο να ονειρευτούμε», ανέφερε ο Per Svenningsson, πρόεδρος της Επιτροπής Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής.
Όλα ξεκίνησαν από ένα φύκι
Όλα ξεκίνησαν από την περιέργεια του Peter Hegemann. Ήθελε να καταλάβει πώς το Chlamydomonas, ένα μονοκύτταρο φύκι, καταφέρνει να κινείται προς μια πηγή φωτός. Στις αρχές της δεκαετίας του 2000, μαζί με τον Georg Nagel ανακάλυψαν τη διαυλοροδοψίνη, μια πρωτεΐνη των φυκιών με μοναδικές ιδιότητες, η οποία βρίσκεται στην επιφάνεια του κυττάρου. Όταν εκτίθεται σε μπλε φως, ανοίγει ένας δίαυλος στην πρωτεΐνη. Μέσα από αυτόν περνούν φορτισμένα ιόντα προς το εσωτερικό του κυττάρου, δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό σήμα. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι όποιο κύτταρο και αν τοποθετούσαν την πρωτεΐνη, αυτό αποκτούσε ευαισθησία στο φως.
Ο Karl Deisseroth εισήγαγε το γονίδιο της διαυλοροδοψίνης σε νευρικά κύτταρα αρουραίων. Όταν φώτιζε τα κύτταρα με μπλε φως, μπορούσε να προκαλέσει ένα νευρικό σήμα. Δημοσίευσε αυτή τη σημαντική ανακάλυψη το 2005. Δύο χρόνια αργότερα, κατάφερε να εφαρμόσει τον ίδιο φωτοελεγχόμενο μηχανισμό στα νευρικά κύτταρα του εγκεφάλου ζωντανών ποντικών.
Η μέθοδος αυτή, που επιτρέπει τον έλεγχο των νευρικών σημάτων με τη βοήθεια του φωτός, ονομάζεται σήμερα οπτογενετική και απέκτησε γρήγορα παγκόσμια απήχηση. Χάρη στην οπτογενετική, οι ερευνητές κατάφεραν να εντοπίσουν νευρωνικά κυκλώματα που ελέγχουν συγκεκριμένες αναμνήσεις, συναισθήματα και συμπεριφορές και σχετίζονται με νευρολογικές και ψυχιατρικές διαταραχές. Στην κλινική ιατρική, η μέθοδος χρησιμοποιείται επίσης σε ερευνητικές προσπάθειες για την αποκατάσταση της όρασης σε άτομα με προβλήματα όρασης.
Η οπτογενετική έχει αλλάξει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο κατανοούμε τον εγκέφαλο. Νέες ανακαλύψεις γίνονται καθημερινά, φέρνοντάς μας όλο και πιο κοντά στην απάντηση ενός από τα μεγαλύτερα μυστήρια της ανθρωπότητας: πώς λειτουργεί αυτό το εντυπωσιακό όργανο.
Οι θεραπείες που προσπαθούν να αναπτύξουν οι επιστήμονες
Η έρευνα των 3 βραβευθέντων προσφέρει πλέον πολύτιμες πληροφορίες για παθήσεις του εγκεφάλου. Ζωικά μοντέλα χρησιμοποιούνται για την καλύτερη κατανόηση της σχιζοφρένειας, της νόσου Αλτσχάιμερ, της νόσου Πάρκινσον, της επιληψίας και του εθισμού, παθήσεων που επηρεάζουν εκατομμύρια ανθρώπους σε όλο τον κόσμο και για τις οποίες οι θεραπευτικές επιλογές παραμένουν περιορισμένες.
Ο Deisseroth χρησιμοποίησε την οπτογενετική για να ελέγξει τις κινήσεις των μουστακιών ποντικών, ενεργοποιώντας συγκεκριμένα νευρικά κύτταρα στον κινητικό φλοιό. Χρησιμοποίησε επίσης το φως για να ξυπνήσει ποντίκια που κοιμούνταν, επιβεβαιώνοντας ότι συγκεκριμένα νευρικά κύτταρα ελέγχουν την εγρήγορση.
«Υπάρχουν μοντέλα ποντικών για την άνοια, την επιληψία και τον εθισμό. Κατανοώντας ποια κύτταρα είναι ενεργά σε αυτές τις παθήσεις στα ποντίκια, μπορούμε να καταλάβουμε πού πρέπει να αναζητήσουμε τις αντίστοιχες διεργασίες στον άνθρωπο», τόνισε ο Wedell.
Οι ερευνητές εφαρμόζουν επίσης τη μέθοδο σε προσπάθειες αποκατάστασης της όρασης σε ανθρώπους που έχουν τυφλωθεί εξαιτίας μελαγχρωστικής αμφιβληστροειδοπάθειας, μιας προοδευτικής πάθησης των ματιών, εισάγοντας στον αμφιβληστροειδή μια φωτοευαίσθητη πρωτεΐνη. Παράλληλα, ελπίζουν ότι η οπτογενετική θα μπορούσε να βελτιώσει τα κοχλιακά εμφυτεύματα, επιτρέποντας ενδεχομένως πιο ακριβή διέγερση του ακουστικού νεύρου σε σχέση με τις σημερινές ηλεκτρικές συσκευές.
«Αν το σκεφτείτε στην περίπτωση του αμφιβληστροειδούς, το μόνο που χρειάζεται να κάνουν οι ασθενείς είναι να ανοίξουν τα μάτια τους και το φως είναι ήδη εκεί. Επομένως, έχει πολύ νόημα ως πιθανή θεραπεία», είπε ο Paul Bresge, διευθύνων σύμβουλος της αμερικανικής εταιρείας βιοτεχνολογίας Ray Therapeutics, η οποία αναπτύσσει θεραπεία για τη μελαγχρωστική αμφιβληστροειδοπάθεια.
Οι πιο προχωρημένες από τις θεραπείες που βρίσκονται υπό ανάπτυξη είναι μια θεραπεία για τη διαταραχή αυτιστικού φάσματος από την αμερικανική εταιρεία βιοτεχνολογίας MapLight, συνιδρυτής της οποίας είναι ο Deisseroth, και ένα φάρμακο αποκατάστασης της όρασης για τη μελαγχρωστική αμφιβληστροειδοπάθεια από τη Nanoscope, η οποία επίσης εδρεύει στις ΗΠΑ. Ωστόσο, και οι 2 απέχουν ακόμη αρκετά από το να φτάσουν στους ασθενείς.
Ο Manuel Valero, ερευνητής στο Hospital del Mar της Βαρκελώνης, όπου είναι επικεφαλής του Εργαστηρίου Νευρωνικού Υπολογισμού, δήλωσε ότι η οπτογενετική «μας επέτρεψε να διευρύνουμε τα όρια ανάμεσα στην επιστήμη και την επιστημονική φαντασία».
«Σε πειραματόζωα, έχουμε καταφέρει να ελέγξουμε συναισθήματα, να δημιουργήσουμε ψευδείς αναμνήσεις ή ακόμη και να ανακτήσουμε χαμένες αναμνήσεις σε μοντέλα της νόσου Αλτσχάιμερ», υπογράμμισε ο Valero. «Ίσως η μεγάλη υπόσχεση που μένει ακόμη να εκπληρώσει είναι ακριβώς μία από τις αρχικές της υποσχέσεις: η δυνατότητά της να θεραπεύσει παθήσεις του ανθρώπινου εγκεφάλου».
Η πορεία κάθε βραβευθέντος αντανακλούσε τον ξεχωριστό χαρακτήρα του. Ο Hegemann ανέπτυξε από νωρίς έντονο ενδιαφέρον για την εξερεύνηση και αντιμετώπιζε την επιστημονική έρευνα σαν τη χαρτογράφηση άγνωστων περιοχών.
