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Karl Deisseroth, Peter Hegemann e Georg Nagel conquistaram o Prémio Nobel de Medicina de 2026 graças ao trabalho em canais iónicos ativados pela luz e em optogenética, um método que lança as bases “de uma nova era na neurociência”, segundo anunciou a Assembleia Nobel do Instituto Karolinska, na segunda-feira.
Mas, afinal, o que é a optogenética e como é que os laureados desenvolveram esta técnica? A optogenética é um método que permite controlar células selecionadas utilizando a luz como comando à distância.
Dá aos cientistas a possibilidade de ligar ou desligar células num cérebro vivo e de investigar como determinadas células e circuitos neuronais influenciam o comportamento. O termo optogenética foi cunhado em 2006, mas a história da técnica começou mais de uma década antes, quando Peter Hegemann estudava a alga unicelular Chlamydomonas, um organismo conhecido por nadar em direção à luz.
Hegemann queria perceber o que levava as algas a moverem-se em direção à luz. Estudou o seu ponto ocular, um pequeno ponto laranja à superfície da célula que deteta a luz.
Através de uma série de experiências, Hegemann e os seus colegas identificaram proteínas sensíveis à luz, chamadas channelrhodopsinas, que permitem às algas detetar e reagir à luz. Em colaboração com Georg Nagel, no Instituto Max Planck de Biofísica, em Frankfurt, inseriu os genes da alga em ovócitos de rã e em células de rim humano e demonstrou que a channelrhodopsina era, de facto, um canal iónico controlado pela luz.
Quando exposto a luz azul, o canal abria em apenas 0,2 milissegundos, permitindo a entrada de iões com carga positiva na célula e gerando um pequeno impulso elétrico. Anos mais tarde, Karl Deisseroth, o terceiro laureado, introduziu o gene da channelrhodopsina em células nervosas de rato.
Ao incidir luz azul sobre essas células, conseguiu desencadear sinais nervosos, mostrando que a proteína podia funcionar como um interruptor controlado pela luz. Em seguida, utilizou a técnica para controlar células nervosas nos cérebros de ratos vivos.
Por exemplo, os cientistas passaram a conseguir provocar movimentos nos bigodes de um rato ou acordar ratos adormecidos simplesmente ao ligar uma luz. A descoberta “abre possibilidades para mapear o cérebro de uma forma com que em tempos apenas sonhámos”, afirmou Per Svenningsson, presidente do Comité Nobel de Fisiologia ou Medicina, em comunicado.
A optogenética é atualmente utilizada sobretudo como ferramenta de investigação. Ao permitir aos investigadores ligar ou desligar tipos de células específicos através de pulsos de luz, torna possível estabelecer relações diretas de causa e efeito entre atividade neuronal, função cerebral e comportamento.
Permite mapear os neurónios envolvidos em estados emocionais como medo, ansiedade ou recompensa. Também torna possível cartografar circuitos neuronais específicos que regulam a dor, a sede, a atenção ou a agressividade.
A optogenética é amplamente utilizada em investigação sobre doenças neurológicas ou psiquiátricas, como depressão, esquizofrenia, ansiedade, doença de Alzheimer, doença de Parkinson e epilepsia. A ciência já entrou também em ensaios clínicos para tratar a retinite pigmentosa, uma doença genética que provoca cegueira devido à perda de células detetoras de luz na retina.
Ao introduzir genes de opsinas sensíveis à luz nas células retinianas que ainda sobrevivem, os investigadores permitiram que um doente cego, equipado com óculos que emitem luz, recuperasse parcialmente a visão e voltasse a perceber objetos de elevado contraste.
