- Optogenetika, nagrađena Nobelovom nagradom za medicinu 2026, omogućava da se aktivnost nervnih ćelija precizno kontroliše svetlošću.
- Metoda otvara nova istraživanja depresije, anksioznosti, straha i pamćenja, uz mogućnost preciznijih terapija za bolesti mozga.
- Ispituje se i za vraćanje vida kod retinitis pigmentoze, kao i za unapređenje slušnih implantata.
Kako nastaju sećanja, šta pokreće strah i zašto kod nekih ljudi dolazi do poremećaja raspoloženja? Odgovori na ova pitanja mogli bi da budu bliži zahvaljujući otkriću koje je donelo Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu za 2026. godinu. Razvoj optogenetike omogućio je naučnicima da pomoću svetlosti precizno kontrolišu aktivnost određenih nervnih ćelija, otvarajući nove mogućnosti za istraživanje bolesti mozga, ali i razvoj budućih terapija za gubitak vida i oštećenje sluha.
Kako je otkriće iz sveta algi promenilo istraživanje mozga?
Dobitnici Nobelove nagrade za fiziologiju ili medicinu za 2026. godinu, Karl Deiserot, Peter Hegeman i Georg Nagel, doprineli su razvoju metode koja je iz temelja promenila način na koji naučnici proučavaju nervni sistem.
Njihova istraživanja dovela su do razvoja optogenetike, tehnike koja omogućava da se aktivnost određenih nervnih ćelija uključuje i isključuje pomoću svetlosti. To je važno zato što mozak nije jednostavna struktura u kojoj jedan deo kontroliše samo jednu funkciju. Reč je o složenoj mreži milijardi nervnih ćelija koje međusobno komuniciraju i zajedno učestvuju u stvaranju sećanja, emocija, misli i ponašanja.
Ranije su naučnici mogli da utvrde koji delovi mozga učestvuju u određenim funkcijama, ali je bilo mnogo teže dokazati koje su tačno nervne ćelije odgovorne za pojedinačne procese. Optogenetika je omogućila mnogo preciznije ispitivanje tih veza.
Zanimljivo je da je put do ovog otkrića počeo proučavanjem mikroskopskih zelenih algi. Istraživači su otkrili proteine koji reaguju na svetlost i stvaraju električne signale. Kasnije su uspeli da iskoriste te proteine kako bi i nervne ćelije postale osetljive na svetlosne impulse.
Upravo ta mogućnost otvorila je vrata novoj eri istraživanja mozga.
Šta optogenetika može da otkrije o depresiji, anksioznosti i drugim bolestima?
Jedan od najvećih izazova savremene medicine jeste razumevanje načina na koji nastaju psihijatrijski i neurološki poremećaji. Kod bolesti poput depresije, šizofrenije, Parkinsonove i Alchajmerove bolesti, naučnici još istražuju složene promene u nervnim ćelijama i njihovoj međusobnoj komunikaciji.
Optogenetika omogućava istraživačima da aktiviraju određene grupe nervnih ćelija i prate kako to utiče na ponašanje, pamćenje i druge funkcije organizma. Na taj način mogu da provere da li određeno neuronsko kolo zaista ima ključnu ulogu u nastanku nekog simptoma.
Dosadašnja istraživanja pomogla su u identifikovanju nervnih mreža povezanih sa osećajem bola, strahom, nagradom, pažnjom, društvenim ponašanjem, apetitom i snom.
To je posebno značajno za proučavanje depresije i anksioznosti, jer bi bolje razumevanje moždanih mehanizama moglo da pomogne u razvoju ciljanijih terapija, sa manje neželjenih efekata. Ipak, važno je naglasiti da mogućnost kontrole nervnih ćelija u laboratorijskim uslovima ne znači da se ova metoda već rutinski koristi za lečenje takvih poremećaja kod ljudi.
Mogu li naučnici da aktiviraju sećanja i izazovu osećanja?
Jedan od najzanimljivijih eksperimenata u razvoju optogenetike pokazao je da je moguće ponovo aktivirati nervne ćelije povezane sa određenim sećanjem.
U istraživanju na miševima naučnici su označili ćelije koje su učestvovale u formiranju sećanja na zastrašujuće iskustvo. Kada su ih kasnije ponovo aktivirali pomoću svetlosti, životinje su pokazivale reakcije straha iako u tom trenutku nisu bile izložene opasnosti.
Ovaj eksperiment pružio je važan dokaz da određene grupe nervnih ćelija učestvuju u čuvanju i ponovnom aktiviranju sećanja.
Takva saznanja mogla bi da pomognu u boljem razumevanju poremećaja u kojima sećanja i emocionalne reakcije imaju ključnu ulogu, uključujući posttraumatski stresni poremećaj. Naučnici bi mogli preciznije da istraže zašto se određena sećanja vraćaju i kako mozak povezuje iskustva sa strahom ili drugim emocijama.
To, međutim, ne znači da je nauka pronašla način da jednostavno izbriše neželjena sećanja ili da kontroliše ljudske emocije po želji. Za sada je reč prvenstveno o istraživačkom alatu koji omogućava bolje razumevanje ovih procesa.
Nada za ljude koji su izgubili vid
Među najkonkretnijim medicinskim mogućnostima optogenetike nalazi se istraživanje novih načina za vraćanje vida.
Kod retinitis pigmentoze, nasledne bolesti koja postepeno uništava ćelije mrežnjače osetljive na svetlost, pacijenti mogu vremenom da izgube vid. Jedan od pristupa koji se ispituje zasniva se na unošenju gena za proteine osetljive na svetlost u preostale ćelije mrežnjače.
Cilj je da te ćelije ponovo postanu sposobne da registruju svetlosne signale i prosleđuju informacije nervnom sistemu. U ranom kliničkom istraživanju, pacijent sa ovim oboljenjem uspeo je delimično da povrati sposobnost prepoznavanja predmeta uz pomoć posebnih naočara koje emituju svetlost.
Ovaj rezultat predstavlja važan korak u razvoju terapija za određene oblike slepila, ali ne znači da je pronađen univerzalan lek za gubitak vida. Potrebna su dodatna istraživanja kako bi se utvrdili dugoročna bezbednost, efikasnost i mogućnosti šire primene.
Precizniji slušni implantati i nova istraživanja nervnog sistema
Optogenetika bi u budućnosti mogla da unapredi i kohlearne implantate, uređaje koji pomažu osobama sa teškim oštećenjem sluha.
Današnji implantati koriste električne impulse za stimulaciju slušnog nerva. Istraživači razmatraju mogućnost da se, uz pomoć proteina osetljivih na svetlost, nervne ćelije stimulišu svetlosnim signalima, što bi potencijalno omogućilo preciznije prenošenje informacija i kvalitetniju percepciju zvuka.
Ovaj pristup je još u fazi istraživanja i razvoja, ali pokazuje da bi optogenetika mogla da ima primenu i izvan proučavanja mozga.
Metoda je već pomogla naučnicima da istraže kako nervni sistem komunicira sa drugim organima. Pojedini eksperimenti ukazali su na veze između aktivnosti srca i osećaja anksioznosti, dok su druga istraživanja otkrila ćelijske mehanizme koji učestvuju u regulisanju apetita i izbora hrane.
Zašto je ovo otkriće važno za budućnost medicine?
Najveći značaj optogenetike nije samo u tome što naučnici mogu da aktiviraju pojedinačne nervne ćelije pomoću svetlosti, već u tome što sada mogu mnogo preciznije da ispituju uzročno-posledične veze u nervnom sistemu.
Umesto da samo posmatraju koji delovi mozga postaju aktivni tokom određenog iskustva, istraživači mogu da provere šta se događa kada ciljano promene aktivnost određene grupe ćelija. To omogućava dublje razumevanje bolesti i može da pomogne u pronalaženju novih terapijskih ciljeva.
Iako je veliki deo primene ove tehnologije i dalje ograničen na laboratorijska istraživanja i eksperimentalne terapije, njeni dosadašnji rezultati ukazuju na potencijal za razvoj preciznijih tretmana neuroloških oboljenja, istraživanje psihijatrijskih poremećaja i obnovu pojedinih izgubljenih čulnih funkcija.
Nobelova nagrada za ovo otkriće zato predstavlja priznanje ne samo za razumevanje jednog biološkog mehanizma već i za stvaranje alata koji bi mogao da promeni način na koji medicina istražuje i jednog dana leči bolesti nervnog sistema.
(M.A./EUpravo zato)
