Nobelovu cenu za fyziológiu alebo medicínu za rok 2026 získali Američan Karl Deisseroth a Nemci Peter Hegemann a Georg Nagel za výskum fungovania nervových buniek v mozgu. Ocenení boli za objavy týkajúce sa „svetlom riadených iónových kanálov a optogenetiky“, uviedol v pondelok (5. 10.) švédsky Karolínsky inštitút, ktorý cenu udeľuje.
Štyridsaťpäťročný Deisseroth, dvadsaťsedemročný Hegemann a o tri roky starší Nagel podľa inštitútu významne posunuli poznanie toho, ako a ktoré mozgové bunky ovplyvňujú správanie, emócie či pamäť.
„Pomocou optogenetiky sa vedcom podarilo odhaliť nervové okruhy riadiace konkrétne spomienky, pocity a formy správania, ktoré hrajú úlohu pri neurologických a psychiatrických poruchách,“ uviedli organizátori na sieti X. Metódu objavenú oceneným triom vedcov využívajú lekári v praxi napríklad pri liečbe zraku ľudí so zrakovým postihnutím.
Laureáti Nobelových cien okrem prestíže, ktorá je s ocenením spojená, získajú diplom, medailu a v každej kategórii aj finančnú odmenu dvanásť miliónov švédskych korún (463 521 eur). Po úvodnej cene za fyziológiu a lekárstvo budú v nasledujúcich dňoch odovzdané ocenenia za fyziku, chémiu, literatúru, mier a ekonómiu.
Ako mozog vytvára spomienky či emócie
Optogenetika umožňuje vedcom ovplyvňovať aktivitu vybraných nervových buniek. Vedci vďaka nej môžu skúmať aj mechanizmy neurologických a psychiatrických ochorení. Už desaťročia sa snažia pochopiť, ako mozog vytvára spomienky, emócie a riadi správanie, bitie srdca, dýchanie či spánok.
V 20. storočí sa podarilo určiť, ktoré oblasti mozgu súvisia s jednotlivými telesnými funkciami. Dostupné metódy však vtedy nedokázali presne ukázať, či konkrétny typ nervových buniek priamo spôsobuje určitý pocit alebo správanie.
Americký vedec Francis Crick v roku 1962 získal Nobelovu cenu za objav molekulovej štruktúry nukleových kyselín. Neskôr uvažoval o spôsobe, akým by bolo možné ovládať jednotlivé nervové bunky v živom mozgu. Keďže nervové signály sú veľmi rýchle, za ideálny nástroj považoval svetlo.
Predpokladal, že ak by sa nervové bunky dali geneticky upraviť tak, aby reagovali na svetlo, ich aktivitu by bolo možné ovládať. Tento nápad sa napokon podarilo uskutočniť vďaka tohtoročným laureátom Nobelovej ceny.
Nemec Peter Hegemann sa začiatkom 90. rokov zaoberal jednobunkovou zelenou riasou Chlamydomonas, ktorá dokáže plávať smerom k svetlu. Riasa vníma svetlo pomocou takzvaného očného bodu povrchu bunky.
Hegemann meral elektrické signály, ktoré v riase vznikali po osvetlení očného bodu. Zistil, že reakcia nastáva už pol milisekundy po dopade svetla. Vyslovil hypotézu, že za takouto rýchlou reakciou môže stáť jediná bielkovina, ktorá zároveň zachytáva svetlo a funguje ako iónový kanál.
Iónové kanály sú bielkoviny v bunkovej membráne, ktoré umožňujú prechod elektricky nabitých častíc a tým ovplyvňujú elektrický stav bunky. Hegemann sa neskôr obrátil na Georga Nagela z Inštitútu biofyziky Maxa Plancka v nemeckom Frankfurte nad Mohanom.
Získali genetické informácie pre dve bielkoviny z riasy Chlamydomonas a vložili ich do žabích vajíčok. Tie následne začali produkovať príslušné bielkoviny vo svojej bunkovej membráne. Experiment priniesol rozhodujúci výsledok. Oba proteíny boli iónovými kanálmi, ktoré sa po vystavení svetlu otvorili. Vedci ich nazvali channelrhodopsin-1 a channelrhodopsin-2. Najmä druhý z nich sa neskôr stal základom optogenetiky.
Hegemann a Nagel následne ukázali, že gén pre channelrhodopsin-2 možno vložiť aj do buniek cicavcov. Takto upravené bunky sa stali citlivými na svetlo a po osvetlení vytvorili elektrický signál. Výsledky publikovali v roku 2003.
Na tento objav nadviazal americký neurovedec Karl Deisseroth zo Stanfordovej univerzity. Počas štúdia medicíny sa stretol s pacientmi s psychiatrickými ochoreniami a začal sa zaoberať otázkou, prečo mozog pri rôznych ochoreniach funguje odlišne.
Zrod optogenetiky
Deisseroth chcel pochopiť činnosť nervových buniek priamo v živom mozgu. Keď sa dozvedel o channelrhodopsine-2, získal gén kódujúci tento proteín a vložil ho do nervových buniek potkana pestovaných v laboratóriu. Nervové bunky začali produkovať channelrhodopsin-2 a po osvetlení modrým svetlom okamžite vytvorili nervový signál, ktorý sa mohol šíriť k ďalším bunkám.
V roku 2005 Deisserothov tím výsledky publikoval. O rok neskôr dostala táto nová metóda názov optogenetika. Tá zásadne zmenila možnosti neurovedy.
Ľudský mozog obsahuje približne 90 miliárd nervových buniek, ktoré vytvárajú obrovské množstvo vzájomných spojení. Jednotlivé typy buniek pritom môžu byť v mozgu tesne premiešané, hoci plnia úplne odlišné funkcie. Pomocou optogenetiky môžu vedci cielene aktivovať alebo utlmiť konkrétne skupiny buniek a zisťovať ich úlohu.
Výskum tak pomohol identifikovať nervové okruhy súvisiace napríklad s bolesťou, sociálnym správaním, smädom, príjmom potravy, pocitom odmeny či pozornosťou. Poznatky získané pomocou optogenetiky prinášajú podľa Karolínskeho inštitútu nové možnosti pri výskume psychiatrických a neurologických ochorení vrátane depresie, úzkostných porúch, schizofrénie, Alzheimerovej či Parkinsonovej choroby.
Udelením Nobelovej ceny za medicínu v pondelok odštartoval týždeň Nobelových cien. V utorok udelia cenu za fyziku, v stredu za chémiu, vo štvrtok za literatúru a v piatok za mier. Budúci pondelok (12. októbra) príde na rad Nobelova cena za ekonomické vedy. Tohtoročná finančná odmena spojená s cenou predstavuje 12 miliónov švédskych korún, čo je približne 1,1 milióna eur. V prípade, že cenu v konkrétnej kategórii dostane viac laureátov, sumu si delia.
