El Nobel de Medicina o Fisiologia ha distingit aquest dilluns tres investigadors per obrir una nova era en la neurociència amb el desenvolupament de l’optogenètica, un mètode que mostra com les cèl·lules nervioses formen els records, sentiments i comportaments al cervell.
Aquest mètode i els seus descobriments sobre canals iònics activats per llum els han donat el premi al nord-americà Karl Deisseroth i els alemanys Peter Hegemann i Georg Nagel, segons ha destacat a l’Assemblea Nobel de l’Institut Karolinska d’Estocolm.
L’ús de l’optogenètica ha revelat com els circuits neuronals controlen des de records específics la sensació de dolor, els comportaments socials, la set, el consum de menjar o l’atenció; i com són responsables de funcions tan diverses com el control dels ritmes circadians o causar febre quan s’ha activat el sistema immune.
També s’ha avançat en l’ús de l’optogenètica per a tractaments mèdics que intenten restaurar la vista en persones amb deteriorament visual, i aquest mètode ha proporcionat una comprensió més gran de desordres neurològics i psiquiàtrics com la depressió, ansietat, esquizofrènia, Parkinson o la malaltia d’Alzheimer.
«L’optogenètica proporciona oportunitats per mapejar el cervell d’una manera amb què abans només podíem somiar», va ressaltar a la decisió el president del Comitè Nobel de Medicina, Per Svenningsson.
A la roda de premsa d’anunci del premi, la professora de medicina genètica Anna Wedell, va parlar del «tremend pas endavant» que ha suposat l’optogenètica.
«Abans teníem mapes anatòmics del cervell, ara podem generar mapes funcionals i també podem entendre com cèl·lules diferents es comuniquen al cervell. És una dimensió completament nova», va dir.
Hegemann i Nagel van descobrir una proteïna sorprenent, la canalrodopsina, en una alga unicel·lular, la chlamydomones; Deisseroth va transformar aquesta proteïna en «un interruptor de llum controlat» per a les cèl·lules nervioses, resumeix el jurat.
Una alga nedadora que percep la llum i ovòcits de granota
El Comitè Nobel va ressaltar l’interès existent des de temps antics a entendre el «misteri biològic» del cervell i com al segle XX es van identificar les regions on es controlaven diferents funcions fisiològiques, encara que la manca de mètodes apropiats va impedir tenir una imatge més clara.
A principis de la dècada de 1990, a l’Institut Max Planck de Bioquímica, Hegemann es va interessar per la chlamydomonas, una alga unicel·lular que reaccionava vint vegades més ràpid a la llum que l’ull humà.
Hegemann va pensar que aquesta diferència només podia obeir que un únic complex proteic capturava la llum i actuava també com a canal iònic i va trobar dos gens molt similars a altres coneguts de proteïnes que captaven llum.
Va recórrer llavors a l’ajuda del seu col·lega Georg Nagel, de l’Institut Max Planck de Biofísica i que, usant ovòcits de granota, va descobrir que la hipòtesi formulada per Hegemann era correcta: les noves proteïnes descobertes (canalrodopsina 1 i 2) eren canals iònics que s’obrien en ser exposats a la llum.
El 2003, tots dos van publicar els resultats del seu experiment i van proposar que la canalrodopsina 2 fos utilitzada com a eina per generar impulsos elèctrics en cèl·lules usant llum.
El naixement de l’optogenètica
Deisseroth, un estudiant de postgrau a la Universitat de Stanford (EUA) interessat en proteïnes que desencadenessin impulsos elèctrics en cèl·lules nervioses, es va assabentar del descobriment de la canalrodopsina 2 i va escriure a Nagel per demanar-li accés a l’ADN que la codificava.
Posteriorment, va introduir aquest ADN en cèl·lules nervioses de rates cultivades en plaques de Petri i aquestes van començar a produir canalrodopsina 2 sense problemes: exposades a la llum blava, les cèl·lules reaccionaven immediatament.
Deisseroth va començar llavors nombroses col·laboracions, també amb Hegemann i Nagel, per trobar noves proteïnes que activessin cèl·lules nervioses usant un mètode que va ser batejat com a optogenètica i que li va permetre un any després activar-les en cèl·lules nervioses de cervells de ratolins vivents.
Hegemann (Münster, 1954) és actualment professor sènior de Neurociència a la Universitat Humboldt de Berlín; Nagel (Weingarten, 1953), al Departament de Fisiologia Molecular de les Plantes i Biofísica de la Universitat de Würzburg (Alemanya), i Deisseroth (Boston, 1971) exerceix com a psiquiatre a la Universitat de Stanford.
Tots tres succeeixen al palmarès del premi als nord-americans Mary E. Brunkow i Fred Ramsdell i al japonès Shimon Sakaguchi, distingits el 2025 per revelar com s’autoregula el sistema immune.
Els guardonats es dividiran a parts iguals els 12 milions de corones sueques (1,1 milions d’euros, 1,2 milions de dòlars) amb què estan dotats els Nobel aquest any.
