نوبل پزشکی ۲۰۲۶ را مبتکران اپتوژنتیک بردند

کارل دایسروت، روانپزشک و متخصص مغز و اعصاب آمریکایی، و همکاران آلمانی او، پیتر هگمان و گئورگ ناگل، به‌دلیل فعالیت‌هایشان در زمینه اپتوژنتیک برنده جایزه نوبل فیزیولوژی و پزشکی امسال شدند.

پژوهش آنها در اپتوژنتیک به درک بهتر سازوکارهای درونی مغز و کارکرد ذهن کمک کرده است.

کمیته نوبل از این سه نفر برای بنیانگذاری عصر جدیدی در علوم اعصاب تقدیر کرد با معلوم کردن کردن چگونگی روشن و خاموش کردن مدارهای عصبی مربوط با «خاطرات، احساسات، و رفتارهای خاص مرتبط با اختلالات عصبی و روانپزشکی.»

کمیته نوبل گفت: «اپتوژنتیک تغییری بنیادین در درک ما از مغز ایجاد کرد.»

«اپتوژنتیک هر روز کشفیات جدیدی به همراه می‌آورد و به حل یکی از معماهای بزرگ بشریت کمک می‌کند: اینکه مغز شگفت‌انگیز ما چگونه کار می‌کند.»

همچنین ۹۰۰ هزار پوند (۱۲ میلیون کرون سوئد) جایزه بین این سه نفر نقسیم خواهد شد.

اپتوژنتیک چیست؟

اپتوژنتیک روشی است برای مطالعه سلول با استفاده از خاصیت پروتئینی به نام اُپسین که از یک جلبک گرفته شده است.

اُپسین در تابش نوری خاص تغییر شکل می‌دهد. یک نوع به نام رُدوپسین با نور آبی تغییر شکل می‌دهد و یک نوع دیگر آن به نام هالوپسین با نور زرد.

نورون (سلول عصبی) مثل هر سلول دیگری با تغییر ولتاژ غشاء بیرونی یا تغییر بار الکتریکی داخلش فعال (روشن) یا غیرفعال (خاموش) می‌شود.

پژهشگران ژن تولید اُپسین را در نوعی جلبک کشف کردند. بعد با استفاده از مهندسی ژنتیک یک ویروس بی‌خطر را دستکاری کردند که این ژن را وارد سلول کند.

این ژن دستور تولید اُپسین را می‌دهد که در غشاء سلول می‌نشیند.

وقتی پژوهشگران نور خاص را به سلول می‌تابانند اپسین تغییر شکل می‌دهد و این باعث تغییر در نوع تبادل بار الکتریکی (یون) بین داخل و خارج سلول می‌شود که احتمال یا میزان فعالیت یا عدم فعالیت سلول را تغییر می‌دهد.

به این ترتیب، پژوهشگران در زمان خاص می‌توانند گروه خاصی از نورون‌ها را فعال یا غیرفعال کنند و نتیجه را مشاهده کنند. آنها همچنین می‌توانند تاثیر خاموشی یا روشنی برخی نورون‌ها را در بیماری‌هایی مثل افسردگی و پارکینسون بررسی کنند که هم به شناخت بهتر این بیماری‌ها و هم یافتن درمان کمک می‌کند.

پر اسونینگسون، رئیس کمیته نوبل فیزیولوژی و پزشکی، توضیح داد: «اپتوژنتیک فرصت‌هایی برای نقشه‌برداری از مغز فراهم می‌کند که زمانی فقط می‌توانستیم خوابش را ببینیم.»

پیش از این، سازوکارهای احساسات و رفتار و عملکردهای جسمی بیشتر برای دانشمندان معما بودند.

اما در اوایل دهه ۲۰۰۰، پیتر هگمان و گئورگ ناگل رودوپسین را کشف کردند؛ پروتئین نوعی جلبک با ویژگی‌های منحصربه‌فرد.

کارل دایسروت دریافت که چگونه می‌توان از این پروتئین برای روشن کردن سلول‌های عصبی در مغز موش‌ها استفاده کرد.

از آن زمان، پژوهشگران توانسته‌اند سلول‌ها و مسیرهای عصبی را در حیوانات بررسی کنند تا درباره عملکرد آنها بیشتر ببینند و کشف کنند.

کمیته نوبل گفت: «پژوهشگران اکنون با استفاده از نور می‌توانند مدارهای عصبی منفرد را در مغز روشن یا خاموش کنند. می‌توانند خاطرات را زنده کنند، عواطف و رفتارها را برانگیزند، و انواع نورون‌های دخیل در اختلالات مختلف روانپزشکی و عصبی را مطالعه کنند.»

به گفته این کمیته، اپتوژنتیک بینشی تازه درباره نحوه تعامل دستگاه عصبی با سلول‌های دیگر مانند قلب و روده نیز می‌دهد.

بازگرداندن بینایی

کمیته توضیح داد که پژوهشگران همچنین «نخستین گام‌ها» را برای استفاده از اپتوژنتیک به‌عنوان یک درمان پزشکی برداشته‌اند.

در کارآزمایی‌های بالینی، دانشمندان کوشید‌ه‌اند بینایی را به افرادی که به‌دلیل رتینیت پیگمنتوزا نابینا شده‌اند، بازگردانند.

در این بیماری‌، سلول‌های استوانه‌ای و مخروطی شبکیه چشم از بین می‌روند.

اکنون با وارد کردن یک پروتئین ویژه به بخش آسیب‌دیده چشم، بیمار با استفاده از عینک‌ ویژه‌ای که نور می‌‌تاباند، تاحدی بینایی پیدا می‌کند. این نور باعث فعال شدن پروتئین‌ جلبکی و تغییر فعالیت سلول‌های بینایی می‌شود.