Nobelovu cenu za medicínu 2026 získali tři zakladatelé optogenetiky

Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu za rok 2026 získali tři vědci, kteří položili základy optogenetiky – metody umožňující ovládat nervové buňky pomocí světla. Oceněnými jsou Karl Deisseroth ze Stanfordovy univerzity v USA, Peter Hegemann z Humboldtovy univerzity v Berlíně a Georg Nagel z univerzity ve Würzburgu, oba z Německa.

Kořeny jejich objevu sahají do 90. let minulého století, kdy se Hegemann v Max Planck Institute for Biochemistry v Martinsried věnoval výzkumu jednobuněčných řas druhu Chlamydomonas. Zajímalo ho, jak tyto organismy reagují na světlo a jakým způsobem si díky němu dokážou najít cestu k místům s dostatkem slunečního záření. Souběžně se podobnými proteiny zabýval i Georg Nagel, tehdy působící v Max Planck Institute for Biophysics ve Frankfurtu. Nagel v roce 1995 využil vajíčka africké ropuchy k výrobě a studiu bakteriorhodopsinu, proteinu citlivého na světlo, což mu pomohlo pochopit mechanismy, jimiž buňky přeměňují světelné signály na elektrické.

Zásadní zlom nastal na počátku 2000 let, kdy Hegemann a Nagel spojili síly a do vajíček žab vložili dva geny pocházející z řas Chlamydomonas. Tímto postupem se jim podařilo vytvořit světlem aktivované proteiny, které pojmenovali channelrhodopsiny. Tyto proteiny fungují jako jakési molekulární brány – když na ně dopadne světlo určité vlnové délky, otevřou se a umožní průchod iontů přes buněčnou membránu, což vyvolá elektrický signál. Právě tento objev otevřel cestu k myšlence, že by se podobným způsobem daly ovládat i nervové buňky.

Tuto myšlenku dotáhl do praxe Karl Deisseroth, který v roce 2007 dokázal pomocí channelrhodopsinů aktivovat nervové buňky v mozku živých myší. Jeho experiment prokázal, že lze cíleně a v reálném čase zapínat či vypínat konkrétní neurony pouhým osvětlením, aniž by bylo nutné zasahovat do mozku jinými invazivními metodami. Tím vznikla optogenetika jako samostatný vědecký obor.

Abdel El Manira, neurovědec z Karolinska Institute, který se podílel na hodnocení přínosu výzkumu, uvedl, že optogenetika „transformovala neurovědu“. Metoda totiž vědcům poprvé umožnila studovat, jak konkrétní nervové obvody v mozku ovlivňují chování, a to s přesností, jaká dříve nebyla možná. Díky optogenetice mohou výzkumníci sledovat, které skupiny neuronů se podílejí na konkrétních funkcích, jako je paměť, pohyb, strach nebo rozhodování, a to tím, že je selektivně aktivují nebo tlumí světelnými impulzy.

Význam objevu přesahuje základní výzkum. Vědci po celém světě dnes zkoumají, jak by se principy optogenetiky daly využít i v klinické praxi. Mezi nejslibnější oblasti patří léčba některých forem slepoty, kde by světlem aktivované proteiny mohly nahradit funkci poškozených fotoreceptorů v oku. Zkoumá se také potenciál metody při léčbě deprese a dalších psychiatrických onemocnění, kde by cílená stimulace konkrétních mozkových okruhů mohla pomoci tam, kde selhávají klasické léky. Pozornost se obrací i k demenci, u níž by optogenetické přístupy mohly v budoucnu přispět k lepšímu porozumění mechanismům ztráty paměti a kognitivních funkcí.

Přestože klinické uplatnění optogenetiky je zatím převážně ve fázi výzkumu, odborná komunita považuje objev channelrhodopsinů a jejich využití za jeden z nejvýznamnějších nástrojů moderní neurovědy posledních desetiletí. Nobelova cena tak ocenila nejen samotný technický průlom, ale i jeho dalekosáhlý dopad na pochopení fungování mozku a perspektivu budoucích terapií neurologických a psychiatrických onemocnění.