Karl Deisseroth, Peter Hegemann och Georg Nagel får årets Nobelpris i fysiologi eller medicin. De belönas för sina upptäckter rörande ljusstyrda jonkanaler och utvecklingen av optogenetik, en metod som gör det möjligt att skapa celler som kan styras av ljus. Prissumman på tolv miljoner svenska kronor delas lika mellan pristagarna.
Optogenetik bygger på en kombination av genetik och optik. I början av 2000-talet studerade Peter Hegemann och Georg Nagel hur en encellig alg söker sig mot ljus. Där fann de proteinet channelrhodopsin, en jonkanal som öppnas när den träffas av blått ljus. När kanalen öppnas strömmar joner in i cellen och skapar en elektrisk impuls. Hos algen styr denna signal cellens rörelse mot ljuset.
Karl Deisseroth visade kort därefter hur genen för detta protein kan användas för att göra nervceller ljuskänsliga. Det gav forskare en slags ljusstyrd strömbrytare som kan stänga av och sätta på enskilda hjärnceller. Innan optogenetiken fanns metoder som elektrisk stimulering och läkemedel, men de påverkade många celler samtidigt. Det nya är precisionen: forskare kan nu rikta in sig på specifika celltyper med stor noggrannhet.
Upptäckterna har förändrat sättet att studera hjärnan. Med hjälp av optogenetik har forskare kunnat visa vilka nervkretsar som reglerar specifika minnen, känslor och beteenden. Tekniken har också använts för att identifiera kretsar som är involverade i psykiatriska diagnoser. ”Med optogenetiken har vår bild av hjärnan förändrats i grunden. För varje dag som går skapas ny kunskap som bidrar till att lösa ett av mänsklighetens största mysterier: hur vår enastående hjärna fungerar”, skriver Nobelförsamlingen i ett pressmeddelande.
Per Svenningsson, ordförande i Nobelkommittén för fysiologi eller medicin, säger i ett uttalande att optogenetiken har gett forskare möjlighet att kartlägga hjärnan på ett sätt som man tidigare bara kunde drömma om.
I dag används optogenetik inom flera forskningsområden. Den har revolutionerat hjärnforskningen och ligger bland annat bakom försök att återskapa syn hos blinda. Forskare undersöker också hur metoden kan användas för att förstå och behandla neurologiska och psykiatriska sjukdomar som Parkinson, depression och kronisk smärta. Utanför hjärnan har tekniken även prövats för att styra hjärtceller och immunceller i experimentella sammanhang.
Upptäckten har inte bara betydelse för grundforskningen. Optogenetik har också blivit en växande del av den biomedicinska industrin. Flera bioteknikföretag utvecklar behandlingar som bygger på ljuskänsliga proteiner, framför allt inom genterapi för ärftliga ögonsjukdomar. Även om de flesta terapier ännu befinner sig i forsknings- eller klinisk fas har tekniken skapat en marknad för allt från genetiska verktyg till avancerad mikroskopi och lasersystem. Den kommersiella utvecklingen är särskilt märkbar i USA och Europa, där flera nystartade neuroteknikföretag vuxit fram under senare år.
De tre pristagarna har sina vetenskapliga hemvister i USA och Tyskland, två länder som länge har varit ledande inom neurovetenskap och molekylärbiologi. Karl Deisseroth är född 1971, disputerade 1998 och avlade läkarexamen 2000 vid Stanford University. Han är i dag professor i bioteknik och i psykiatri och beteendevetenskap vid Stanford University och Howard Hughes Medical Institute. Peter Hegemann är född 1954 och disputerade 1984 vid Max-Planck-institutet för biokemi i Martinsried. Han är professor i neurovetenskap vid Humboldtuniversitetet i Berlin. Georg Nagel är född 1953 och disputerade 1988 vid universitetet i Frankfurt. Han är professor i molekylär växtfysiologi vid universitetet i Würzburg. De avgörande upptäckterna gjordes vid Max-Planck-instituten i Tyskland.
Årets Nobelpris i fysiologi eller medicin går därmed till tre forskare vars samlade arbete har tagit en upptäckt från en encellig alg till en av de mest använda metoderna inom modern hjärnforskning. Enligt Nobelstiftelsen delas prissumman på tolv miljoner kronor lika mellan Karl Deisseroth, Peter Hegemann och Georg Nagel.
