Trio får Nobelpriset i medicin 2026

Vetenskapen bakom priset har kastat nytt ljus över hjärnans innersta funktioner – bokstavligt talat. När cellerna i hjärnan belyses med ljus av rätt våglängd öppnas kanalerna och elektriskt laddade joner strömmar genom cellmembranet. Då förändras nervcellens elektriska spänning, vilket kan få den att skicka en nervimpuls. Andra ljuskänsliga proteiner kan i stället användas för att hämma nervcellens aktivitet och på så vis stänga av en nervimpuls. Ljuset skapar alltså en sorts av- och på-knapp i hjärnan.

Ljuset skickas från en laser och leds genom tunna optiska fibrer till ett bestämt område i hjärnan. Genom kombinationen av genetisk och optisk precision blir det på så vis möjligt att slå på eller av särskilda grupper av nervceller på millisekunder. Därmed kan forskare undersöka hur en viss typ av nervceller eller en specifik nervkrets påverkar exempelvis rörelse, minne eller beteende.

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

Vilka är Karl Deisseroth, Peter Hegemann och Georg Nagel?

Peter Hegemann, född 1954, är en tysk professor i biofysik vid Humboldt-universitetet i Berlin. Det var Hagemann som gjorde den första viktiga upptäckten inom optogenetiken när han 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, född 1953, är en tysk biofysiker och professor vid institutionen för neurofysiologi vid Würzburgs universitet. Han var sedan 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, född 1971, är en amerikansk professor i bioteknik och psykiatri vid Stanford och forskare vid Howard Hughes Medical Institute. Tillsammans med sina kollegor tog han nästa steg inom optogenetiken 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.

Från metod till behandling

Trots att genombrotten är spektakulära finns det i dag ännu inga godkända behandlingar eller botemedel av sjukdomar som härstammar direkt från optogenetiken. Priset tilldelas snarare själva metoden, eller verktyget, som har förändrat hur forskare studerar hjärnan och sjukdomar som depression och Parkinsons. Men det finns också potential för mer konkreta användningsområden.

Längst fram i utvecklingen ligger den optogenetiska behandlingen av den ärftliga ögonsjukdomen Retinitis pigmentosa. Sjukdomen innebär att ljuskänsliga celler i näthinnan dör, vilket kan leda till kraftigt nedsatt syn.

Bioteknikföretaget Nanoscope Therapeutics prövar nu en behandling som bygger på samma princip som de Nobelprisbelönade upptäckterna. Patienten får en injektion i ögat med ett virus som gjorts ofarligt. Viruset för in en gen för ett ljuskänsligt protein i näthinnans kvarvarande nervceller, som då tar över en del av de förlorade ljuscellernas uppgift. Behandlingen av sjukdomen är i teststadiet, men en ansökan till FDA är på gång.