Nobel per la Medicina 2026 a Deisseroth, Hegemann e Nagel per l’optogenetica

Ieri Karl Deisseroth, Peter Hegemann e Georg Nagel hanno vinto il Premio Nobel 2026 per la Fisiologia o la Medicina grazie alle loro scoperte sui canali ionici attivati dalla luce e sull'optogenetica.

L'Assemblea del Nobel presso il Karolinska Institutet svedese ha assegnato il premio per l'optogenetica, descrivendola come un metodo che consente di mostrare come le cellule nervose plasmino ricordi, emozioni e comportamenti nel cervello vivente.

Chi sono i vincitori?

Karl Deisseroth, nato negli Stati Uniti, è professore alla Stanford University e presso l'Howard Hughes Medical Institute. Peter Hegemann e Georg Nagel, entrambi nati in Germania, sono professori rispettivamente presso la Humboldt University di Berlino e l'Università di Würzburg.

«Peter Hegemann e Georg Nagel hanno scoperto una proteina straordinaria, la canalorodopsina, in un'alga unicellulare. Karl Deisseroth ha trasformato la proteina in un interruttore controllato dalla luce per le cellule nervose. I vincitori hanno posto le basi per una nuova era nelle neuroscienze», ha affermato l'istituto in un comunicato stampa.

I vincitori si divideranno un premio di 12 milioni di corone svedesi, circa 1,19 milioni di dollari statunitensi.

Che cos'è l'optogenetica?

L'optogenetica è un metodo che consente di controllare i segnali nervosi attraverso la luce. La storia è iniziata con una semplice domanda: come può un'alga verde unicellulare nuotare verso la luce pur non avendo un cervello? Peter Hegemann ha studiato la Chlamydomonas, un'alga in grado di rilevare la luce e modificare rapidamente il proprio movimento.

Sospettava che il suo sensore luminoso potesse fungere anche da canale ionico. In collaborazione con Georg Nagel, Hegemann ha identificato delle proteine note come "canalorodopsine".

Se esposte alla luce blu, queste proteine aprono un canale attraverso la membrana cellulare. Gli ioni carichi fluiscono quindi all'interno della cellula, producendo una risposta elettrica.

Un aspetto cruciale è che, quando i ricercatori hanno introdotto i geni che codificano queste proteine in altre cellule, anche quelle ultime sono diventate sensibili alla luce. Karl Deisseroth ha introdotto il gene della canalorodopsina nelle cellule nervose dei ratti. Nel 2005, il suo team ha dimostrato che impulsi di luce blu potevano innescare segnali nervosi con una precisione dell'ordine dei millisecondi. Due anni dopo, l'approccio è stato utilizzato con successo nel cervello di topi vivi. Il metodo è diventato noto come optogenetica e ha avuto un impatto globale.

Perché questo ha rivoluzionato le neuroscienze?

Il cervello umano adulto contiene circa 90 miliardi di cellule nervose, o neuroni, ciascuna delle quali forma migliaia di connessioni con altre cellule.

Le vie neurali possono estendersi attraverso aree distanti del cervello, mentre i neuroni che controllano funzioni molto diverse possono essere raggruppati molto vicini tra loro.

Per decenni, gli scienziati hanno potuto osservare quali aree del cervello si attivavano quando un animale si muoveva, formava un ricordo o provava un'emozione.

Tali osservazioni potevano dimostrare che l'attività cerebrale e il comportamento erano collegati, senza però rivelare se l'una causasse direttamente l'altro.

L'optogenetica ha cambiato questo scenario, consentendo agli scienziati di attivare neuroni selezionati e osservare cosa accadesse in seguito, rendendo così possibile verificare il rapporto di causa-effetto con una precisione molto maggiore.

I ricercatori hanno identificato i circuiti neurali coinvolti nel dolore, nel comportamento sociale, nella sete, nell'alimentazione, nella ricompensa e nell'attenzione. Hanno inoltre individuato i neuroni che contribuiscono a regolare funzioni che vanno dall'orologio biologico alle risposte febbrili innescate dal sistema immunitario.

«L'optogenetica offre opportunità per mappare il cervello in un modo che un tempo potevamo soltanto sognare», ha affermato Per Svenningsson, presidente del Comitato Nobel per la Fisiologia o la Medicina.

Potrebbe aiutare a curare le malattie?

Per il momento, l'optogenetica rimane principalmente uno strumento di ricerca, aiutando gli scienziati a indagare come i circuiti cerebrali funzionino in modo anomalo in condizioni tra cui depressione, ansia, morbo di Alzheimer e morbo di Parkinson.

Anna Wedell, membro del Comitato Nobel per la Fisiologia o la Medicina, ha affermato che i ricercatori possono innanzitutto identificare nei modelli animali le cellule coinvolte in patologie come la demenza e la dipendenza, per poi utilizzare tecniche di imaging e altri metodi per esplorare in che modo tali risultati possano essere applicati agli esseri umani. Sono state avviate anche ricerche cliniche.

Qiang Pan Hammarstrom, membro del Comitato Nobel e professore di Immunologia clinica al Karolinska Institutet, ha riferito a Xinhua che l'optogenetica ha già dimostrato il proprio potenziale clinico nella retinite pigmentosa, una rara malattia genetica dell'occhio, nella quale proteine sensibili alla luce possono essere utilizzate per stimolare le cellule retiniche sopravvissute e ripristinare parzialmente la vista.

L'impatto più ampio dell'optogenetica potrebbe risiedere nelle domande che essa consente agli scienziati di porre. Attivando o disattivando cellule nervose accuratamente selezionate, i ricercatori possono continuare a svelare uno dei più grandi misteri dell'umanità: come funziona il cervello.

Fonte: agenzia Xinhua