Optogenetika omogućuje znanstvenicima precizno mijenjanje aktivnosti živčanih stanica. Metoda koja je nagrađena ovogodišnjom Nobelovom nagradom već se ispituje i kao mogući način vraćanja dijela vida slijepim osobama.
Nobelova nagrada za fiziologiju ili medicinu 2026. dodijeljena je Karlu Deisserothu sa Sveučilišta Stanford te Peteru Hegemannu i Georgu Nagelu iz Njemačke za otkrića koja su omogućila razvoj optogenetike. Kako je 5. listopada izvijestio časopis Nature, riječ je o metodi koja je promijenila neuroznanost jer istraživačima omogućuje da svjetlosnim impulsima ciljano uključuju ili isključuju aktivnost pojedinih neurona.
Sve je počelo istraživanjem alge
Temelji metode pronađeni su proučavanjem jednostanične zelene alge Chlamydomonas reinhardtii. Znanstvenike je zanimalo kako taj organizam reagira na svjetlost. Istraživanja su dovela do otkrića kanalrodopsina, proteina koji pod utjecajem svjetlosti otvara kanal kroz staničnu membranu i mijenja električno stanje stanice.
Hegemann i Nagel istraživali su svojstva tog proteina, a Deisseroth i njegovi suradnici pokazali su kako se sličan mehanizam može primijeniti na živčane stanice sisavaca. Time je otvorena mogućnost preciznog proučavanja neuronskih mreža koje sudjeluju u pokretima, pamćenju, osjetima i drugim funkcijama mozga.
Vrijednost optogenetike nije samo u tome što omogućuje promatranje aktivnosti neurona, nego i u tome što istraživači mogu ciljano promijeniti njihov rad te pratiti posljedice. Tako lakše ispituju koji su neuronski krugovi povezani s određenim funkcijama i kakvu ulogu imaju u nastanku poremećaja.
Eksperimentalna terapija pokazala rezultate kod slijepih osoba
Jedna od najkonkretnijih mogućih primjena optogenetike odnosi se na liječenje nasljednih bolesti mrežnice. Kod uznapredovale retinitis pigmentosa, bolesti koja postupno uništava stanice odgovorne za vid, dio stanica mrežnice može ostati očuvan i nakon što su fotoreceptori teško oštećeni.
U kliničkom istraživanju objavljenom 7. listopada u časopisu New England Journal of Medicine ispitana je genska terapija na deset osoba s uznapredovalom bolešću. Znanstvenici su određene stanice mrežnice učinili osjetljivima na svjetlost, a sudionici su koristili posebne naočale koje pretvaraju prizor u svjetlosne impulse.
Prema rezultatima studije, kod sedam sudionika povećala se osjetljivost na svjetlost, a šestero ih je ostvarilo klinički značajno poboljšanje. Neki su sudionici mogli uspješnije otkrivati predmete, određivati njihov položaj i preciznije usmjeravati ruku prema njima, uz pomoć posebnih naočala.
Ipak, riječ je o malom istraživanju čiji je primarni cilj bio procijeniti sigurnost terapije. Sudionici nisu dobili normalan vid, a zabilježene su i nuspojave. Iako su rezultati su obećavajući, terapija još nije spremna za širu primjenu.
Koliko smo daleko od liječenja bolesti mozga?
Optogenetika se istražuje i u kontekstu epilepsije, Parkinsonove bolesti i drugih neuroloških poremećaja. Zasad je većina tih istraživanja u laboratorijskoj fazi, ali znanstvenicima pruža mogućnost da preciznije prouče što se događa u mozgu kada određeni neuronski krugovi ne funkcioniraju kako bi trebali.
Od proučavanja sićušne alge do prvih pokušaja vraćanja dijela vida prošlo je više od dva desetljeća. Put do terapija koje bi se rutinski primjenjivale kod ljudi još je dug, no upravo je u tome vrijednost ovog otkrića: svjetlost više nije samo nešto što mozak registrira, nego i alat kojim znanstvenici pokušavaju razumjeti njegove najsloženije procese. A bolje razumijevanje mozga prvi je korak prema liječenju bolesti koje su još uvijek velik izazov za medicinu.
