Нобелевская премия по медицине за 2026 год была вручена за исследования в области оптогенетики — технологии, позволяющей управлять нейронами с помощью света. Это открытие имеет потенциал в лечении нарушений зрения и эпилепсии, и уже сейчас с его помощью возможно включение и выключение воспоминаний у мышей. Подробности работы этой технологии были раскрыты в материале 76.Ru.
Премия в этом году была разделена между тремя выдающимися учеными: американским нейробиологом и биоинженером Карлом Дейссеротом, профессором нейронаук Петером Хегеманном и биофизиком Георгом Нагелем, оба из Германии. Сумма награды составила 12 миллионов шведских крон.
Истоки оптогенетики лежат в исследовании одноклеточной водоросли хламидомонады (Chlamydomonas), которая обладает способностью двигаться к источнику света. Эта водоросль обитает в пресных водоемах и влажной почве. В начале 2000-х годов Хегеманн и Нагель открыли новый белок — каналородопсин. При освещении его синим светом открывается канал, позволяя заряженным ионам проникать в клетку и создавать электрический импульс. Это открытие стало основой для создания светочувствительных нейронов.
Дейссерот ввел ген каналородопсина в нервные клетки крыс, что позволило запускать нервные сигналы при их освещении. В 2005 году он опубликовал результаты своих исследований, а через два года смог продемонстрировать работу управляемых светом нервных клеток в мозге живых мышей. Это стало значительным шагом вперед, и метод управления нервными сигналами с помощью света получил название оптогенетика.
Как объяснили эксперты ИТМО и Европейского университета в Санкт-Петербурге, уникальность этого открытия заключается в создании точечного выключателя для отдельных нейронов в живом мозге. Ранее применяемые методы, такие как электрическая стимуляция, воздействовали на большое количество нейронов одновременно, а фармакологические подходы действовали медленно и не избирательно. Оптогенетика же обеспечивает пространственную и временную точность, позволяя управлять конкретными типами клеток в реальном времени.
Такой контроль позволяет исследовать причинно-следственные связи и регулировать функции, присущие конкретным нейронным цепям. На протяжении своего существования оптогенетика помогла выявить нейронные цепи, отвечающие за широкий спектр функций, включая память, эмоции, боль, зависимость и даже такие состояния, как болезнь Паркинсона.
Перспективы применения оптогенетики в будущем выглядят многообещающе. В частности, эта технология может быть использована для высокоселективных терапий, которые воздействуют на конкретные биологические мишени. В настоящее время эксперименты проводятся на мышах, где световая стимуляция мозга позволяет животным выполнять заданные действия, а также включать или отключать определенные воспоминания.
Оптогенетика также имеет потенциал в восстановлении зрения при дегенерации сетчатки. В 2026 году в раннем клиническом исследовании генотерапия на основе оптогенетики показала первые признаки улучшения зрительной функции у пациентов с пигментным ретинитом. В России также проводятся исследования в этой области. Например, в 1978 году биофизики МГУ Феликс Литвин и Олег Синещеков впервые зарегистрировали электрический ответ водоросли на свет, что легло в основу дальнейших исследований.
Научный сотрудник Института междисциплинарных медицинских исследований Европейского университета Артемий Охотин отметил, что оптогенетика представляет собой более аккуратный и бережный метод, по сравнению с традиционными подходами. Он сравнил эту технологию с чипом в компьютере, который можно включать и выключать с помощью света. Такие возможности открывают новые горизонты в изучении мозга и нейрофизиологии.
Сейчас исследование оптогенетики находится на этапе научных экспериментов, и ее применение в повседневной медицине еще только предстоит осуществить. Однако, перспективы очень многообещающие. Охотин указал, что одно из направлений применения оптогенетики — это лечение эпилепсии. При тяжелых формах этого заболевания иногда единственным вариантом остается операция, которая предполагает изоляцию участков мозга, вызывающих судороги. В теории, возбуждение можно гасить с помощью светодиодов, но это пока на уровне идей.
В России также есть научные группы, занимающиеся оптогенетикой. Например, в Институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии в Москве работают исследователи, включая Алексея Малышева и его коллег. Это направление остается одним из самых современных и актуальных в области нейробиологии и медицины, что подтверждается присуждением Нобелевской премии.