Il Premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina 2026 viene assegnato ai tre fondatori dell'optogenetica

Riassunto:

Il Premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina 2026 viene assegnato a Karl Deisseroth, Peter Hegemann e Georg Nagel per le loro "

scoperte nei canali ionici controllati dalla luce e nell'optogenetica

Il lavoro congiunto di tre persone ha gettato le basi per l'optogenetica, una tecnologia fondamentale delle moderne neuroscienze. Consente ai ricercatori di utilizzare la luce per controllare con precisione specifiche cellule nervose nel cervello di animali viventi, consentendo loro di osservare direttamente come questi neuroni influenzano la memoria, l'umore, il comportamento e la funzione del corpo.

Questa tecnologia risolve un enigma fondamentale di lunga data nel campo delle neuroscienze. In passato, sebbene i ricercatori fossero in grado di osservare se una determinata area del cervello era attiva quando si verificava un comportamento specifico, era difficile dimostrare ulteriormente se questa attività fosse la causa diretta del comportamento. L'optogenetica cambia questo: i ricercatori possono attivare o disattivare attivamente specifiche cellule nervose e quindi osservare se il comportamento dell'animale cambia di conseguenza, passando dalla ricerca correlazionale alla verifica causale.

L'intera svolta è venuta originariamente da un'alga verde unicellulare. Peter Hegemann ha studiato a lungo perché Chlamydomonas è in grado di nuotare verso le fonti di luce. All'inizio degli anni 2000, lui e Georg Nagel scoprirono una proteina speciale situata sulla membrana cellulare della canalerodopsina delle alghe. Questa proteina ha una proprietà chiave: quando illuminata dalla luce blu, i canali ionici nella proteina si aprono, consentendo agli ioni carichi di fluire nella cellula e generare segnali elettrici. Ancora più importante, i due hanno scoperto che anche se la proteina viene inserita in altre cellule, queste cellule che originariamente non erano sensibili alla luce possono diventare reattive alla luce.

Questo passaggio fornisce il "cambio" fondamentale dell'optogenetica.

La persona che ha realmente introdotto questo strumento molecolare nelle neuroscienze è stato Karl Deisseroth. Deisseroth ha introdotto il gene che codifica per la canalrodopsina nelle cellule nervose dei ratti. Nel 2005, ha dimostrato di poter attivare segnali neurali semplicemente illuminando queste cellule con luce blu. Due anni dopo, questo metodo è stato ulteriormente implementato nel cervello dei topi vivi. I ricercatori saranno ora in grado di utilizzare la luce per controllare direttamente specifici neuroni negli animali viventi e osservare come cambia il comportamento corrispondente.

Questo metodo di controllo dei segnali neurali con la luce divenne noto come "optogenetica". È diventato rapidamente uno degli strumenti sperimentali più importanti nelle neuroscienze. Utilizzando l’optogenetica, i ricercatori sono stati in grado di identificare i circuiti neurali che controllano ricordi, emozioni e comportamenti specifici e studiare ulteriormente come questi circuiti si collegano ai disturbi neurologici e psichiatrici.

Il Comitato per il Nobel ritiene che

questa tecnologia consenta ai ricercatori di mappare le funzioni cerebrali in modi prima impensabili

L'importanza dell'optogenetica non si limita alla ricerca di base. Nella medicina clinica, i ricercatori hanno cercato di utilizzare principi simili per ripristinare la funzione visiva in alcuni pazienti ipovedenti. La ricerca correlata spera di aggirare il sistema naturale di fotorecettori danneggiato conferendo alle cellule della retina nuove capacità di sensibilità alla luce.

I tre vincitori hanno quindi completato di fatto una catena tecnologica completa:

Hegemann e Nagel hanno scoperto i canali ionici che possono essere aperti direttamente dalla luce, mentre Deisseroth ha trasformato questo meccanismo molecolare naturalmente presente nelle alghe in uno strumento per il controllo delle cellule nervose.

Il Comitato per il Nobel ritiene che l'optogenetica abbia cambiato radicalmente il modo in cui gli esseri umani studiano il cervello e abbia stabilito una nuova base sperimentale per comprendere i meccanismi neurali alla base della memoria, delle emozioni e del comportamento.

Karl Deisseroth è nato nel 1971 e attualmente lavora presso l'Howard Hughes Medical Institute e la Stanford University; Peter Hegemann è nato nel 1954 ed è attualmente Hertie Senior Professor di Neuroscienze presso l'Università Humboldt di Berlino; Georg Nagel è nato nel 1953 ed è attualmente professore di fisiologia vegetale molecolare presso l'Università di Würzburg.