Bez odkryć noblistów nie moglibyśmy prowadzić naszych badań

Nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny za 2026 rok została przyznana Karlowi Deisserothowi, Peterowi Hegemannowi i Georgowi Nagelowi za ich odkrycia dotyczące kanałów jonowych wrażliwych na światło i optogenetyki.

– Odkrycie w glonach kanału jonowego aktywowanego światłem, którego dokonali Hageman i Nagel, było ważnym wydarzeniem, ale w moim odczuciu jeszcze nie zasługiwało na Nagrodę Nobla. Był to jeden z wielu kanałów jonowych w dużym katalogu tego typu białek. Natomiast Deisseroth wpadł na pomysł, żeby ten kanał wprowadzić w wybranych komórkach nerwowych. Czyli, stosując metody genetyczne, sprawić, że kanały jonowe pojawiają się „na żądanie”, i to w konkretnych komórkach nerwowych – tłumaczył w rozmowie z PAP prof. Jerzy Mozrzymas.

Wielki przełom w neurofizjologii

Jak zaznaczył, neurofizjolodzy badają różne komórki nerwowe i, aktywując światłem światłoczułe kanały jonowe, mogą włączać i wyłączać poszczególne neurony. Możemy badać nie tylko zachowanie pojedynczych neuronów, ale też rejestrować ich wpływ na inne w sieciach neuronalnych. Optogenetyka pozwala właśnie w taki niezwykle precyzyjny sposób obserwować właściwości poszczególnych typów neuronów. To wielki przełom w neurofizjologii – wyjaśnił ekspert.

Dr Grzegorz Wiera, prof. UMW, również z Katedry i Zakładu Biofizyki i Neurobiologii UMW, dodał, że światłowrażliwe kanały można uruchamiać w neuronach żywych organizmów, a badania są prowadzone głównie na myszach. – Dzięki temu możemy z bardzo dużą precyzją czasowo aktywować i dezaktywować poszczególne struktury mózgowe u zwierząt i sprawdzać, jak wpływają na zachowanie. W ten sposób odkryto na przykład niewielkie jądra w podwzgórzu mózgu myszy, odpowiedzialne za zachowania agresywne. Ta metoda pozwala też wdrukować ślad pamięciowy w mózg myszy i za chwilę sprawić, że gryzoń zapomni ten ślad pamięciowy – stwierdził.

To może przywrócić wzrok przy niektórych chorobach

Przypomniał, że dzięki optogenetyce opisano m.in. wiele zachowań społecznych myszy, na przykład związanych z wychowaniem potomstwa albo doborem partnera. – Jeśli podejrzewamy, że określona struktura w mózgu myszy odpowiada za konkretne zachowanie, możemy sprawić, że będzie ona produkować światłoczuły kanał, a następnie manipulować tym zachowaniem za pomocą światła.

Podkreślił, że odkrycia tegorocznych noblistów mają praktyczny wymiar i mogą być stosowane w medycynie. – Ten scenariusz już się realizuje. Najbardziej oczywistym zastosowaniem optogenetyki jest przywracanie wzroku. Światłoczuły kanał jonowy wprowadza się do siatkówki ludzkiego oka, co może przywrócić wzrok przy niektórych chorobach – opisywał.

Jak opowiadał prof. Wiera, w laboratorium Katedry i Zakładu Biofizyki i Neurobiologii UMW prowadzone są badania molekularnego uczenia się i pamięci, a podstawą tych mechanizmów są zmiany plastyczne w synapsach.

– Gdyby nie nagrodzona Noblem technika optogenetyki, nie bylibyśmy w stanie prowadzić naszych badań – stwierdził prof. Wiera.

Synapsy pobudzające i hamujące

Synapsy to miejsca kontaktowe, które umożliwiają przekazywanie impulsów nerwowych między komórkami nerwowymi lub między neuronami a innymi komórkami. W mózgu występują synapsy pobudzające, czyli przesyłające sobie nawzajem sygnały powodujące wzrost napięcia elektrycznego błon komórkowych neuronów, i hamujące, które wyciszają neurony pobudzające i powodują spadek napięcia na błonach komórkowych.

– W naszym laboratorium badamy plastyczność głównie tych hamujących. Technika optogenetyki pozwala kontrolować aktywność poszczególnych neuronów hamujących i badać, w jaki sposób uplastyczniają swoje synapsy – zaznaczył dr Wiera.

Prof. Mozrzymas zwrócił uwagę, że neurony są niesłychanie zróżnicowane.

– W hipokampie, strukturze w płacie skroniowym mózgu, która odpowiada m.in. za pamięć, mamy kilkadziesiąt rodzajów neuronów hamujących. Bez optogenetyki nie mielibyśmy szans ich badania – ocenił neurofizjolog.

Optogenetyka daje nowe, niesamowite możliwości w badaniach mózgu

Jego zdaniem dzięki tej technice wiemy już dużo więcej o działaniu mózgu. – Jeszcze ważniejsza jest przyszłość. Optogenetyka otwiera nowe, niesamowite możliwości w badaniach mózgu, także dzięki postępującemu rozwojowi metod genetycznych – zaznaczył prof. Mozrzymas.

Prof. Grzegorz Wiera przyznał, że ma szczególne uznanie dla jednego z tegorocznych noblistów, Karla Deisserotha.

– Ten niesamowity badacz jest neurobiologiem i aktywnie działającym psychiatrą. Pracuje na ostrym dyżurze psychiatrycznym, a jednocześnie ma ogromne laboratorium badawcze. Na mysich modelach bada neurofizjologiczne podstawy zachowania, a wiedzę z tych badań łączy z doświadczeniem klinicznym w psychiatrii. To wielkie dokonanie – ocenił badacz.

– W tej Nagrodzie Nobla nie chodzi tylko o badania podstawowe, ale o wiedzę praktyczną, która otworzy drogę do lepszego rozumienia mechanizmów patologicznych w mózgu i być może rozwoju przełomowych metod terapeutycznych – podsumował prof. Jerzy Mozrzymas.

Przeczytaj także: „Nobel z medycyny przyznany” i „Laureaci Nagrody Nobla 2025 w medycynie”.

Nobel za sposób na kontrolowanie neuronów światłemTegoroczna Nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny honoruje stworzenie optogenetyki. To przełomowa metoda pozwalająca sterować pracą neuronów za pomocą światła. Nagrodą podzielą się Karl Deisseroth, Peter Hegemann i Georg Nagel.