A Karolinska Intézet hétfő délelőtt jelentette be, hogy a 2026-os fiziológiai és orvostudományi Nobel-díjat megosztva három kiemelkedő tudósnak ítéli oda. Az elismerésben az amerikai Karl Deisseroth, valamint a német Peter Hegemann és Georg Nagel részesült, a fényvezérelt ioncsatornák felfedezéséért és az optogenetika nevű úttörő eljárás kifejlesztéséért.
A díjazott kutatók munkája egy olyan forradalmi módszert hozott létre, amely lehetővé teszi az idegsejtek rendkívül precíz, fénysugarakkal történő irányítását. Az optogenetika segítségével a tudósok millimásodperces pontossággal képesek be- és kikapcsolni egyedi idegsejteket az élő agyban.
Ez a technika alapjaiban alakítja át a memóriáról, az érzelmekről és a különböző neurológiai betegségekről szerzett ismereteinket. Az eljárás révén az agyműködés, az érzelmek és a viselkedés idegrendszeri szabályozása sokkal részletesebben feltárhatóvá vált.
Az agy komplex működésének, valamint az érzelmek és viselkedés idegrendszeri szabályozásának feltárása hosszú évtizedekig az orvostudomány egyik legnagyobb kihívása volt. A 20. században a tudósok képesek voltak durva térképeket készíteni az agy funkcionális területeiről, de a korábbi beavatkozások, mint az elektródás ingerlés vagy a kémiai módszerek, túlságosan pontatlanok voltak.
Ezek a régebbi technikák egyszerre több ezer különböző sejttípust aktiváltak, ami szinte lehetetlenné tette a közvetlen ok-okozati összefüggések egyértelmű bizonyítását. Az áttörést egy elsőre távolinak tűnő kutatási terület hozta el.
Peter Hegemann kezdetben azzal a biológiai kérdéssel foglalkozott, hogy a Chlamydomonas nevű zöld egysejtű alga miként érzékeli környezetét és úszik a fényforrás felé. A kétezres évek elején Georg Nagellel közösen felfedezték az alga sejtfelszínén található különleges fehérjét, a csatornarodopszint.
Rájöttek, hogy ez a molekula közvetlenül fénykapuzott ioncsatornaként működik: kék fény hatására a fehérje szerkezete megnyílik, pozitív töltésű ionok áramlanak a sejt belsejébe, ami azonnali elektromos feszültségváltozást idéz elő. A kutatók azt is igazolták, hogy a fehérje génjének bármely más sejtbe történő átültetése azonnal fényérzékennyé teszi az adott sejtet.
A Hegemann és Nagel által felfedezett mechanizmust Karl Deisseroth emelte át a modern idegtudományba, ezzel alapozva meg az optogenetika széles körű alkalmazását. Deisseroth 2005-ben publikálta mérföldkőnek számító eredményét, melyben a csatornarodopszin genetikai kódját patkányok idegsejtjeibe juttatta be.
Ezeket az idegsejteket kék fénnyel megvilágítva sikeresen kiváltotta a neuronális akciós potenciált, demonstrálva a fényvezérelt kapcsoló működését. Alig két évvel később kutatócsoportjának sikerült elérnie, hogy ez a fényvezérelt biológiai kapcsoló megbízhatóan működjön élő, éber egerek agyában is, optikai szálakon keresztül.
Ez az eljárás kapta az optogenetika nevet, és villámgyorsan az idegtudomány egyik legfontosabb kísérleti eszközévé vált világszerte. A módszerrel a kutatók korábban elképzelhetetlen precizitással térképezték fel a félelem, a motiváció, az éhség, a függőségek, valamint a Parkinson-kór és a depresszió hátterében álló idegpályákat.
Per Svenningsson, az orvosi Nobel-bizottság elnöke szerint az optogenetika olyan kapukat nyitott meg az agy feltérképezésében, amelyekről a tudomány korábban csak álmodni mert. A technológia lehetővé tette, hogy a kutatók pontosan azonosítsák és manipulálják azokat az idegsejteket, amelyek specifikus viselkedésekért vagy betegségekért felelősek.
Az optogenetika jelentősége ma már túlmutat a tiszta alapkutatáson, és a klinikai orvostudományban is ígéretes alkalmazási területeket nyit meg. Kísérleti jelleggel már alkalmazzák az optogenetikai fehérjéket a retina sérült sejtjeinek pótlására.
Ez a megközelítés esélyt teremt a látás részleges visszaállítására bizonyos örökletes vaksággal élő betegeknél. A módszer továbbfejlesztése és szélesebb körű klinikai alkalmazása jelentős előrelépést hozhat a neurológiai és érzékszervi rendellenességek kezelésében, új reményt adva sok betegnek.
📰 Forrás: Index — Eredeti cikk elolvasása