Trio får Nobelpriset i medicin 2026

När cellerna belyses med ljus av rätt våglängd öppnas kanalerna och elektriskt laddade joner strömmar genom cellmembranet. Det förändrar nervcellens elektriska spänning och kan få den att skicka en nervimpuls. Andra ljuskänsliga proteiner kan i stället användas för att hämma nervcellens aktivitet.

Ljuset kan komma från en laser och ledas genom tunna optiska fibrer till ett bestämt område i hjärnan. Kombinationen av genetisk och optisk precision gör det möjligt att slå på eller av särskilda grupper av nervceller på millisekunder. Forskare kan därmed undersöka hur en viss typ av nervceller eller en specifik nervkrets påverkar exempelvis rörelse, minne eller beteende.

Hittills är inga optogenetiska behandlingar av sjukdomar godkända och tillgängliga på marknaden. Längst fram i utvecklingen ligger behanling av den ärftliga ögonsjukdomen Retinitis pigmentosa, där ljuskänsliga celler i näthinnan dör. Behandligen av sjukdomen är fortfarande i teststadiet, men en ansökan till FDA är på gång.

Optogenetiken används idag främst som ett forskningsverktyg för att bättre förstå hjärn- och psykiska sjukdomar.

Karl Deisseroth, Peter Hegemann och Georg Nagel

Peter Hegemann undersökte hur encelliga grönalger kan känna av ljus och simma mot eller bort från det. Forskningen ledde honom till de ljuskänsliga proteiner som algerna använder för att reagera på sin omgivning. Tillsammans med Georg Nagel kunde han visa att några av dessa proteiner fungerar som små portar i cellens yta: när de träffas av ljus öppnas de och släpper igenom elektriskt laddade partiklar.

Georg Nagel var central för att visa exakt hur dessa ljusstyrda portar fungerar. Genom att flytta proteinerna till andra typer av celler kunde forskarna visa att blått ljus fick dem att öppnas och förändra cellens elektriska spänning. Ett av proteinerna, channelrhodopsin-2, visade sig särskilt användbart. Därmed fanns i princip en biologisk strömbrytare som kunde slås på med ljus.

Karl Deisseroth och hans kollegor tog nästa steg och gjorde upptäckten till ett verktyg för hjärnforskningen. De förde in genen för channelrhodopsin i nervceller, som då började tillverka den ljuskänsliga kanalen själva. När nervcellerna belystes med korta ljuspulser kunde forskarna få dem att skicka elektriska signaler nästan omedelbart. Genom att rikta tekniken mot bestämda grupper av nervceller blev det möjligt att undersöka vilka delar av hjärnans nervkretsar som styr exempelvis rörelser, minnen och beteenden.

Så hänger priserna ihop

Årets pris ansluter till en lång rad Nobelpris där ljus har blivit ett verktyg för att se och styra naturen. Channelrhodopsinerna aktiveras av blått ljus, och för att leverera det till hjärnan används bland annat lasrar och blå lysdioder, tekniker som belönades med fysikpriset 1964 (lasern) respektive 2014 (de effektiva blå lysdioderna).

Optogenetiken har också släktskap med priser som gjort levande celler synliga och påverkbara: det gröna fluorescerande proteinet (kemi 2008), superupplöst fluorescensmikroskopi (kemi 2014) samt optiska pincetter och kortpulslasrar (fysik 2018). De flesta av dessa priser belönade verktyg för att observera biologin. Optogenetiken låter forskare ingripa i den, med ljus som strömbrytare för enskilda nervceller.

Texten uppdateras.