Трима учени спечелиха Нобел за медицина за иновации в офталмологията

Тримата Нобелови лауреати са Карл Дайсерот от САЩ и германците Петер Хегеман и Георг Нагел. Високото отличие им се присъжда „за техните открития в областта на светлочувствителните йонни канали и оптогенетиката“, обяви Нобеловият комитет. Те ще си поделят и паричната награда от 12 милиона шведски крони (около $ 1.2 милиона). 

Хегеман и Нагел са изследвали светлочувствителни протеини в едноклетъчни водорасли. Един от тях, каналродопсин, отваря йонен канал, когато е осветен, като по този начин задейства електрически сигнал в клетката. Учените демонстрирали, че ако прехвърлят в друга клетка гена, контролиращ този протеин, клетката приемник също може да стане светлочувствителна.

Дайсерот е приложил този принцип към нервните клетки. През 2005 г. екипът му демонстрирал, че генът за светлочувствителен протеин може да бъде въведен в невроните и след това да се контролира с помощта на светлинни импулси. 

Последвали експерименти с живи животни. Това довело до т. нар. оптогенетика - комбинацията от генетични технологии и светлина, способна да контролира активността на специфични клетки.

Оптогенетиката предлага много по-прецизен от досегашните метод за активиране и стимулиране на определено поведение на клетки или области в мозъка – в случая да се провокира чувствителност към светлина, да се включават или изключват някои клетъчни функции и да се наблюдават промените. 

За да въздейства правилно оптогенетиката, таргетните клетки първо трябва да бъдат генетично модифицирани, за да произведат светлочувствителен протеин. След това светлината трябва да бъде доставена директно до тези клетки. В експерименти с животински мозък, например, за тази цел се използват тънки оптични влакна.

През 2021 г. учените описават в списание Nature Medicine първия случай на частично връщане на зрението при човек, чрез оптогенетична терапия. Обектът бил сляп пациент, страдащ от пигментозен ретинит, заболяване, при което светлочувствителните клетки на ретината постепенно умират. 

Експериментът преминал в два етапа: първо, въвеждане в едното око на пациента на ген за светлочувствителност, и след това – ползване на специални очила с камера, които заснемат околните предмети и преобразуват изображенията в светлинни сигнали, способни да активират генномодифицираните клетки. В резултат на двуетапната оптогенетична терапия, пациентът вече различава и може да докосва предмети.

Авторитетното списание Nature Medicine, публикувало метода, го отбелязва като „първото успешно клинично приложение на оптогенетиката“.