Нейроны включают светом: Нобелевку по медицине дали за оптогенетику
Нобелевскую премию по физиологии или медицине 2026 года получили американец Карл Дейссерот и немцы Петер Хегеманн и Георг Нагель. Награда за оптогенетику: метод, при котором отдельные нервные клетки включают и выключают лучом света. Началось всё с одноклеточной водоросли, а сегодня речь идёт о слепоте, эпилепсии и аутизме.
Кто получил премию и сколько
Имена назвали в понедельник, 5 октября, пишет xrust. Нобелевский комитет Каролинского института в Швеции отметил троих «за открытия, касающиеся светоуправляемых ионных каналов и оптогенетики». Дейссероту 54 года, Хегеманну 71, Нагелю 73.
Генеральный секретарь комитета Томас Перлманн объяснил суть так: метод позволяет включать и выключать активность отдельных нервных клеток прямо в живом мозге.
Призовой фонд составляет 12 миллионов шведских крон, около 1,2 миллиона долларов. По нынешнему курсу это порядка 100 миллионов рублей, и делить их придётся на троих.
Дейссерот рассказал, что не спал, когда позвонили из Стокгольма: он сова, и теперь, по его словам, не уснёт ещё очень долго. Хегеманн растерялся, увидев шведский номер. Нагель сидел на террасе в деревне под Неаполем и признался, что уже не рассчитывал на такой звонок, хотя знакомые годами твердили обратное.
Водоросль, которая реагирует за полмиллисекунды
В начале 1990-х Хегеманн занялся зелёной водорослью хламидомонадой. Его интересовало, как она успевает отреагировать на свет за полмиллисекунды. Он предположил, что за это отвечает один белок, который одновременно ловит свет и работает как канал для ионов. Проверить гипотезу он попросил Нагеля.
Нагель ввёл гены водоросли в яйцеклетки лягушки и получил каналородопсин-2: белок, который открывает клеточный канал, когда на него попадает свет. В 2003 году Нагель и Хегеманн опубликовали работу, где показали, что белок можно встроить даже в клетки человека, и свет запускает в них электрические импульсы.
В тех экспериментах участвовал и Эрнст Бамберг из Института биофизики имени Макса Планка во Франкфурте. Во многих списках прежних наград его имя стоит рядом с этими двумя учёными. Но по правилам Нобелевская премия делится не больше чем на троих.
Хирург, который не смог помочь
Дейссерот в это время учился на нейрохирурга. В психиатрической клинике он столкнулся с пациентами, которым нечем было помочь: инструментов не существовало. Этот опыт определил его главный вопрос: почему мозг у разных людей работает по-разному.
В 2005 году он показал, что белок водоросли работает в нервных клетках крыс. Годом позже метод получил название «оптогенетика». В той же работе 2005 года участвовали Эдвард Бойден и Фэн Чжан.
Идея висела в воздухе давно. Фрэнсис Крик, один из первооткрывателей структуры ДНК, ещё задолго до этого говорил, что нейробиологии нужен способ управлять одним типом клеток в мозге, не задевая остальные. По признанию самого Дейссерота, несколько лет метод получался не у всех, кто за него брался.
В 2007 году в одной из немецких лабораторий оптические волокна для микроскопов брали из рождественских гирлянд. Нейрохимик Дима Кузьмин тогда говорил, что исследователи толком не понимали, как всё работает, и инструментов у них не было. Его слова: невероятно захватывающе.
Как это работает на практике
Принцип такой. Клетки сначала генетически модифицируют, чтобы они начали вырабатывать светочувствительный белок. Затем на них светят нужной длины волны и получают команду «включить» или «выключить». Свет подводят тонким волокном прямо в ткань мозга.
Дейссерот с помощью света управлял движениями усов мыши, активируя определённые клетки в двигательной коре. Он же будил спящих мышей лучом: так подтвердилось, что бодрствование включают конкретные нервные клетки.
Анна Веделл, генетик и член Нобелевского комитета, считает, что в нейробиологии началась новая эра, но пока это только начало. По её словам, впервые появилась возможность разбираться, как мозг обрабатывает информацию и как нейроны общаются друг с другом.
Что метод даёт медицине
Оптогенетику используют на животных моделях шизофрении, болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона, эпилепсии и наркотической зависимости. От этих состояний страдают миллионы людей, а вариантов лечения мало.
Веделл объяснила логику: когда видно, какие клетки работают у больной мыши, понятнее, где искать причину у человека.
Мануэль Валеро, руководитель лаборатории нейронных вычислений в барселонской больнице Hospital del Mar, говорит о границе между наукой и фантастикой. В лабораториях удавалось управлять эмоциями, создавать ложные воспоминания и даже возвращать утраченные в моделях Альцгеймера. Нерешённым он называет главное: лечить болезни мозга у людей.
Что ближе всего к пациентам
Самое понятное направление связано со зрением. Пигментный ретинит — прогрессирующее заболевание сетчатки, при котором человек слепнет. Идея в том, чтобы ввести светочувствительный белок в уцелевшие клетки сетчатки. Глава американской компании Ray Therapeutics Пол Бресге указывает на очевидное преимущество: глаз и так открыт для света, ничего подводить не нужно.
Ещё в сентябре 2011 года крупная фармкомпания подписала лицензию на патент Бамберга, Хегеманна и Нагеля для генной терапии возрастной слепоты. Прошло больше пятнадцати лет.
Учёные также надеются улучшить кохлеарные имплантаты. Свет может стимулировать слуховой нерв точнее, чем электрический ток.
Дальше всех продвинулись две американские компании. Биотех MapLight, у которого среди основателей числится сам Дейссерот, разрабатывает терапию расстройств аутистического спектра. Nanoscope делает препарат для восстановления зрения при пигментном ретините. До лечения пациентов обоим препаратам ещё далеко.
Для российских больных эта премия пока ничего не меняет: ни одна оптогенетическая терапия до них не дошла, а за рубежом эти разработки остаются на стадии испытаний. Как лабораторный инструмент метод давно в ходу и у российских нейробиологов, которым теперь проще объяснять грантодателям, зачем им оптоволокно и вирусные векторы.
Три характера в одной премии
Хегеманн с юности видел в науке освоение неизведанных территорий. Нагель успел поработать учителем, открыть кафе и увлечься дельтапланеризмом. Дейссерот пошёл в исследования потому, что клинической практики ему оказалось мало.
Нобелевская неделя продолжается. Премии по физике, химии, литературе и экономике объявят в ближайшие дни, а лауреата премии мира назовут в пятницу.
Источники:
Xrust: Нейроны включают светом: Нобелевку по медицине дали за оптогенетикуКомментарии
