2026 Nobel Tıp Ödülü, beyin hücrelerini ışıkla kontrol eden optogenetiğe verildi

2026 Nobel Tıp Ödülü, ışığa duyarlı proteinler üzerine yaptıkları çalışmalar ve optogenetik tekniklerin gelişimine katkıları nedeniyle Karl Deisseroth, Peter Hegemann ve Georg Nagel'e verildi. Bu yöntem, bilim insanlarının belirli sinir hücrelerini yalnızca izlemesine değil, ışıkla kontrol etmesine de imkân tanıyor.

Tek hücreli algden nöronlara

Teknolojinin kökeni bir hastalığın tedavisine değil, tek hücreli bir canlının ışığı nasıl algıladığı sorusuna dayanıyor. Berlin Humboldt Üniversitesi'nden Peter Hegemann ile Würzburg Üniversitesi'nden Georg Nagel, Chlamydomonas adlı tek hücreli algin ışığa nasıl yanıt verdiğini inceledi. Gözü olmamasına karşın bu canlı ışığı algılayıp hareketini çevresine göre ayarlayabiliyor.

Araştırmacılar, algin hücre zarında bulunan kanalrodopsin adlı proteini keşfetti. Işık, proteindeki ışığa duyarlı moleküle ulaşınca proteinin yapısı değişiyor ve pozitif yüklü iyonların zardan geçebileceği bir kanal açılıyor. Bu iyon hareketi, algin ışığa tepki vermesini sağlayan sinyali oluşturuyor.

Keşif, nöronların da aktivitelerini zarlar boyunca iyon hareketiyle düzenlemesi nedeniyle önem kazandı. Nöronlara ışığa duyarlı proteinler yerleştirilebilirse, bu hücreleri ışıkla denetimli biçimde etkinleştirmek mümkün olacaktı. ABD'deki Stanford Üniversitesi'nde psikiyatrist ve biyomühendislik araştırmacısı olan Karl Deisseroth ve meslektaşları, alanın bu yönde geliştirilmesine katkıda bulundu.

Yöntem nasıl çalışıyor?

Bilim insanları, ışığa duyarlı proteinleri kodlayan genleri incelenen hücrelere aktarıyor. Yollardan biri, genin araştırma amacıyla değiştirilmiş bir virüsle hücrelere sokulması. Hücreler proteini üretiyor ve uygun ışığa maruz kaldığında yanıt veriyor. Hayvan deneylerinde ince optik fiberlerle ışık beynin belirli bir bölgesine yönlendirilerek bir grup nöron belirli bir süre etkinleştirilebiliyor ve ortaya çıkan değişiklikler gözlemlenebiliyor.

Yöntemin gücü, seçilen hücreleri nispeten hassas biçimde hedefleyip uyaranın ne zaman açılıp kapanacağını denetlemesinden geliyor. Bu sayede hafıza, uyku, duyusal algı ve hareket gibi karmaşık işlevlerde hücre gruplarının rolü incelenebiliyor.

Hafıza ve görme araştırmaları

2012'de Nature dergisinde yayımlanan bir deneyde fareler belirli bir ortamda korku tepkisi geliştirmesi için eğitildi ve bu anının oluşumu sırasında etkin olan nöron grupları belirlendi. Günler sonra bu hücreler farklı bir ortamda ışıkla etkinleştirildiğinde fareler hareketsiz kaldı; bu tepki farelerde genellikle korku belirtisi sayılıyor. Korku eğitimi almayan kontrol grubunda böyle bir tepki görülmedi. Ancak bu bir hayvan deneyi; insan hafızasının isteğe göre değiştirilebileceği ya da geri getirilebileceği anlamına gelmiyor.

Optogenetik, görmenin geri kazandırılması için de araştırılıyor. Bazı retina hastalıklarında ışığı algılayan çubuk ve koni hücreleri hasar görüyor veya kayboluyor. Araştırmacılar, retinada kalan sinir hücrelerine ışığa duyarlı proteinler yerleştirerek görmenin kısmen geri kazanılmasını hedefliyor. Yaklaşım ilk klinik çalışmalarda incelendi; etkisi hastanın durumuna ve uygulama yöntemine bağlı ve her görme kaybı için yaygın bir çözüm değil.

Parkinson hastalığı ve epilepsi gibi nörolojik bozukluklarda da olası kullanımlar inceleniyor. Bu alanların rutin tedaviye dönüşmeden önce insanlarda etkinlik, güvenlik ve uygulanabilirlik konusunda daha fazla kanıta ihtiyacı var.