Нобеловата награда за физиология или медицина за 2026 г. бе присъдена на разработчиците на оптогенетиката, революционна технология за контрол на невроните с помощта на светлина.
Произходът на този метод е положен от Петер Хегеман (Peter Hegemann) и Георг Нагел (Georg Nagel), които откриват светлочувствителния протеин каналродопсин във водораслите, и Карл Дисерот (Karl Deisseroth), който се научава как да го въвежда в нервните клетки за целенасочено активиране и потискане.
Научни перспективи на откритието
Изучаването на оптичното лъчение върху състоянието на отделните клетки като цяло е доста обещаващо, но има някои ограничения. Това произтича от концепцията за "оптично", която включва видимата светлина, която за хората има много ограничен диапазон от дължини на вълните или честоти, които могат да бъдат възприети. Например този метод за контролиране на състоянието на жлезистите клетки не е много щадящ: включването на светлината ще предизвика сълзене или слюноотделяне и др.
Това откритие има интересни приложения в научните изследвания, където човек може например да променя структурите на ключови клетки в нервната система и след това, чрез "включването им" и "изключването им", да дешифрира връзките между отделните структури. За съжаление, това може да се приложи само към малък брой клетки, с ограничен брой връзки между тях.
В кои области на живота може да се приложи оптогенетиката?
Оптогенетиката се прилага навсякъде в биологични изследвания, неврология, клинична медицина и биоелектронни технологии за контролиране на клетъчната активност със светлина.
Например картографирането на мозъчни вериги може да послужи за проследяване и активиране на специфични невронни вериги, отговорни за обучението, формирането на паметта, реакциите на страх и социалното поведение при изследвания върху моделни животни, за изучаване и модулиране на мозъчни пътища, участващи при депресия, тревожност, пристрастяване и шизофрения, както и за потенциален контрол на двигателни и мозъчни нарушения като болестта на Паркинсон, болестта на Алцхаймер и епилепсия.
Перспективно е приложението на оптогенетиката в клиничната медицина и терапия, по-точно за възстановяване на зрението като се индуцира светлочувствителност в оцелелите ганглийни клетки на ретината или използване на подходи за генна терапия, за да се помогне за възстановяване на зрението при пациенти с дегенеративни състояния на ретината като пигментозен ретинит или слепота.
С помощта на оптогенетиката би могло селективно да се блокират или контролират периферните нервни сигнали за намаляване на хроничната болка без ефекта на привикване, характерен за традиционните болкоуспокояващи.
Оптогенетиката дава надежда и в областта на имунотерапията на рака чрез прецизното модулиране на имунните отговори. Едно контролирано от светлина освобождаване на лекарства и регулиране на кръвната захар би могло да облекчи състоянието на хората с диабет.
Случаи на намалено обоняние са описани като една от причините за депресия. Това е периферен орган на настроението, тъй като има директни връзки с активиращата система на мозъка. Тъй като с помощта на оптогенетиката определени клетки от обонятелния епител могат да бъдат препрограмирани да се активират от светлина, тогава например, вместо да се използват медикаменти за подобряване на настроението, би могло и да се използва светлина с определена дължина на вълната, за да се стимулират специфични области на мозъчната кора.
Какви са перспективите за масовата клинична практика?
Перспективите за прилагане на оптогенетиката - технологията, носител на Нобелова награда, която използва светлина за контрол на генетично модифицирани клетки - в масовата клинична практика са силно обещаващи, но рязко разделени между директни терапии (краткосрочни за специфични органи) и индиректно откриване на лекарства (по-широк и по-бърз ефект).
Директната оптогенетична терапия изисква въвеждане на светлочувствителни протеини (опсини) в човешките клетки чрез вирусни вектори и в много случаи доставяне на светлина чрез устройство. Масовото приемане варира значително в зависимост от органната система. Най-близо до масовата практика е прилагането в офталмологията, защото е структурно прозрачно, лесно достъпно и естествено изложено на светлина. FDA в момента преразглежда първата си оптогенетична терапия, Mogenry на Nanoscope Therapeutics.
Отвъд зрението, изследователите работят върху оптични кохлеарни импланти от следващо поколение . Чрез заместване на традиционната електрическа стимулация с високо фокусирани светлинни вълни, тези импланти обещават драстично по-висока звукова прецизност, което потенциално позволява на глухите пациенти да разбират по-добре речта в шумни помещения или да се наслаждават на музика.
Въпреки че е златният стандарт за картографиране на невронни вериги при лабораторни животни в продължение на две десетилетия, преходът в рутинната хуманна медицина е изправен пред различни инженерни, регулаторни и биологични ограничения.
Масовото клинично приложение при мозъчни заболявания като рефрактерна епилепсия, болест на Паркинсон или тежка депресия остава далечна цел. То изисква както инвазивна мозъчна хирургия за генна терапия, така и постоянно имплантиране на хардуер (като безжични микро-LED) за доставяне на светлина дълбоко в черепната тъкан, което поражда значителни дългосрочни пречки за безопасност, биосъвместимост и етични проблеми.
Накратко, през следващите няколко години се очаква оптогенетиката да постигне първото си търговско одобрение за възстановяване на зрението, което ще я затвърди като жизнеспособен терапевтичен нишов продукт. Крайното ѝ въздействие обаче ще се усети в местните аптеки, като ще даде тласък на откриването на високоточни лекарства за сложни мозъчни заболявания, без пациентите някога да бъдат подложени пряко на светлинно въздействие.
Източници:
Оptogenetics Pioneers Win 2026 Nobel Prize in Physiology or Medicine, Neuroscience News
Scientists Deisseroth, Hegemann and Nagel win 2026 Nobel Prize in medicine, Straits times
Optogenetics in medicine: innovations and therapeutic applications, Science direct
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
1000-годишен амулет, открит в Русия, съчетава християнски светец с Горгона Медуза
Памет на водата или как ни промиват мозъка
Необикновена космическа експлозия, случваща се веднъж на хилядолетие
Памет на водата или как ни промиват мозъка