Nobel Medicina 2026 per lo sviluppo dell’optogenetica

Di Giuseppe Giuliani

Il Nobel è arrivato per il contributo dato alla scoperta dei canali ionici attivati dalla luce e allo sviluppo dell’optogenetica. I canali ionici sono pori nella membrana cellulare che permettono il passaggio di ioni attraverso la membrana lipidica impermeabile delle cellule. L’optogenetica è la tecnica che usa la luce come un interruttore per controllare specifici neuroni e consente di attivare o bloccare singole cellule nervose. Si tratta di un metodo ha cambiato il modo di studiare memoria, emozioni, comportamenti e diverse funzioni dell’organismo.

Le prospettive

L’optogenetica può consentire di individuare i meccanismi che sono alla base di alcune malattie neurologiche, come epilessia, Alzheimer e Parkinson, o psichiatriche, ma offre delle possibilità anche per chi ha perso la vista. In sintesi, si tratta di un metodo che ha cambiato il modo di studiare il sistema nervoso, ma al momento bisogna considerare che un conto è una tecnica di laboratorio, altro un trattamento utilizzabile nella pratica medica.

Deisseroth, Hegemann e Nagel

Karl Deisseroth, americano del 1971, è neuroscienziato, bioingegnere e psichiatra. Insegna Bioingegneria, Psichiatria e Scienze comportamentali a Stanford ed è ricercatore dell’Howard Hughes Medical Institute.

Peter Hegemann, tedesco del 1954, è professore di Biofisica sperimentale alla Humboldt University di Berlino ed è titolare della cattedra di ricerca Hertie per le neuroscienze.

Georg Nagel, tedesco del 1953, ha insegnato Fisiologia molecolare vegetale all’Università di Würzburg. Dal 2021, ha proseguito l’attività accademica come senior professor nell’istituo di Fisiologia dello stesso ateneo.

Cos’è l’optogenetica

Una tecnica che sta già già contribuendo allo studio di patologie complesse e che potrebbe favorire lo sviluppo di nuove terapie. Come detto prima, l’optogenetica usa la luce per controllare specifici neuroni e consente di attivare o bloccare singole cellule nervose. Lo studio che ha portato al suo sviluppo è partito da un’alga unicellulare, capace di muoversi verso la luce e dallo studio del meccanismo che le consentiva questa azione.

Nei primi anni Duemila, Peter Hegemann e Georg Nagel arrivarono a identificare una proteina sensibile alla luceche funziona come un canale ionico: quando viene illuminata, permette il passaggio di ioni attraverso la membrana cellulare, generando una risposta elettrica.

Deisseroth applicò questo principio allo studio dei neuroni e dimostrò che si poteva utilizzare la luce per controllare l’attività delle cellule nervose. Il termine optogenetica nacque nel 2006. Questo metodo ha consentito ai ricercatori di intervenire su specifici gruppi di neuroni con una precisione non raggiungibile con altre tecniche.

Cosa succede

Alcune cellule acquistano sensibilità alla luce grazie all’introduzione di istruzioni genetiche necessarie a produrre proteine fotosensibili. Un sistema ottico può stimolare queste cellule e consentire agli scienziati di osservare come la loro attivazione o inibizione influenzi il funzionamento del sistema nervoso. La possibilità di agire su cellule specifiche può consentire di capire quali circuiti partecipino a determinati comportamenti, sensazioni o processi cognitivi e quali alterazioni possano essere coinvolte nelle malattie.

La vista

Attraverso l’optogenetica si cerca di recuperare alcune funzioni visive nelle persone con gravi forme di cecità. Una terapia sperimentale ha dato primi risultati importanti in persone con retinite pigmentosa. Siamo ancora in una fase iniziale e i risultati devono essere confermati ed è necessario capire su quali pazienti è possibile applicare il trattamento.

La retinite pigmentosa comprende un gruppo di malattie ereditarie che danneggiano progressivamente la retina, compromettendo le cellule responsabili della percezione della luce. Nelle fasi più avanzate, la perdita della funzione dei fotorecettori può determinare una grave compromissione visiva fino alla cecità.

L’approccio optogenetico cerca di aggirare il danno ai fotorecettori rendendo sensibili alla luce altre cellule della retina che sono ancora sopravvissute. In questo modo si tenta di ripristinare almeno una parte della capacità di rilevare gli stimoli luminosi e trasmettere informazioni al cervello, senza ricostruire necessariamente il funzionamento originario della retina.

Le malattie del cervello

L’optogenetica viene utilizzata per capire quali cellule e circuiti nervosi sono coinvolti nelle alterazioni che caratterizzano diverse patologie. Si studiano la malattia di Alzheimer e altre forme di demenza, la malattia di Parkinson, l’epilessia, la schizofrenia e le dipendenze. In questi casi, l’optogenetica rappresenta uno strumento importante per capire meglio i processi biologici coinvolti e individuare nuove ipotesi terapeutiche.

L’udito

Si valuta la possibilità di applicazione anche per dell’udito. In particolare, si studia se la stimolazione ottica del nervo acustico possa consentire un controllo più preciso rispetto alla stimolazione elettrica utilizzata dagli attuali impianti cocleari.

Gli impianti cocleari permettono già a molte persone con sordità grave o profonda di accedere alle informazioni sonore attraverso la stimolazione del nervo acustico. Tuttavia, la precisione con cui vengono attivate le diverse fibre nervose costituisce un aspetto importante per la qualità della percezione sonora. Qui, subentra l’optogenetica che potrebbe offrire nuove possibilità di stimolazione selettiva.