Karl Deisseroth, Peter Hegemann e Georg Nagel sono stati insigniti del Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina 2026 per le scoperte che hanno portato all’optogenetica, una tecnica che permette di attivare o disattivare l’attività delle singole cellule nervose in un cervello vivente e che getta le basi di una nuova era nelle neuroscienze.
Il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina 2026 è stato assegnato per l’optogenetica, un metodo che permette di dimostrare come le cellule nervose modellano ricordi, sentimenti e comportamenti nel cervello vivente.
Peter Hegemann e Georg Nagel hanno scoperto una straordinaria proteina, la canal-rodopsina, in un’alga unicellulare.
Karl Deisseroth ha poi trasformato questa proteina in un interruttore controllato dalla luce per le cellule nervose. I tre hanno gettato le basi di una nuova era nelle neuroscienze.
Il modo in cui il cervello governa le emozioni, i comportamenti e le funzioni corporee è stato a lungo un mistero. Nel XX secolo, i ricercatori hanno iniziato a studiare quali aree del cervello influenzassero quali funzioni, ma i metodi utilizzati non permettevano di dimostrare relazioni causali. L’immagine che si erano fatti del cervello era come una mappa abbozzata, piena di punti interrogativi e incognite. Ora tutto questo sta cambiando.
“L’optogenetica offre opportunità per mappare il cervello in un modo che un tempo potevamo solo sognare”, afferma Per Svenningsson, presidente del Comitato Nobel per la Fisiologia o la Medicina.
Tutto ebbe inizio con la curiosità di Peter Hegemann. Si chiedeva come la Chlamydomonas, un’alga unicellulare, fosse in grado di nuotare verso una fonte di luce. Nei primi anni 2000, lui e Georg Nagel scoprirono la canalrodopsina, una proteina algale dalle proprietà uniche, presente sulla superficie della cellula. Quando viene illuminata dalla luce blu, si apre un canale attraverso la proteina. Gli ioni carichi fluiscono quindi all’interno della cellula, creando un impulso elettrico. Si scoprì così che, indipendentemente dalla cellula in cui veniva inserita la proteina, queste cellule diventavano fotosensibili.
Karl Deisseroth ha introdotto il gene della canalrodopsina nelle cellule nervose dei ratti. Illuminando le cellule con luce blu, è riuscito a innescare un segnale nervoso. Ha pubblicato questa scoperta rivoluzionaria nel 2005. Due anni dopo, ha fatto funzionare questo interruttore controllato dalla luce per le cellule nervose nel cervello di topi vivi.
Questo metodo per controllare i segnali nervosi tramite la luce è ora chiamato optogenetica e ha rapidamente acquisito un impatto globale. Grazie all’optogenetica, i ricercatori sono stati in grado di svelare i circuiti neurali che regolano specifici ricordi, sentimenti e comportamenti rilevanti per i disturbi neurologici e psichiatrici. In medicina clinica, i ricercatori stanno utilizzando questo metodo nel tentativo di ripristinare la vista nelle persone con disabilità visiva. L’optogenetica ha radicalmente cambiato la nostra comprensione del cervello.
Dalle applicazioni cliniche alle sfide aperte
L’optogenetica resta soprattutto uno strumento di ricerca di base, ma alcune applicazioni cliniche stanno prendendo forma. Il caso più avanzato riguarda la retinite pigmentosa: il gene viene usato per rendere sensibili alla luce cellule retiniche rimaste integre. Nel 2021 Nature Medicine ha descritto un uomo cieco da decenni che, dopo l’iniezione del gene e con speciali occhiali che proiettano immagini sulla retina, è tornato a localizzare e contare alcuni oggetti. Il recupero è parziale e riguarda un solo paziente, ma ha avviato diversi studi clinici ancora in corso. Altre linee di sviluppo riguardano impianti cocleari ottici e terapie per i disturbi dello spettro autistico. In futuro l’optogenetica potrebbe essere impiegata nell’uomo insieme alla terapia genica, per esempio per ripristinare funzioni in persone con paraplegia. Restano ostacoli concreti. Il gene deve essere consegnato con vettori virali analoghi a quelli della terapia genica, con le verifiche di sicurezza ed efficacia a lungo termine che ne conseguono. La luce penetra con difficoltà nei tessuti, e nel cervello umano raggiungerebbe le strutture profonde solo con fibre o dispositivi impiantati.
testo e illustrazione: Comitato Nobel per la Fisiologia o la Medicina
