Optogenetik: Nobelpreisträger zeigen, wie Licht Nervenzellen steuern kann

Die Auszeichnung der Nobelversammlung am Karolinska Institut richtet die Aufmerksamkeit der Fachwelt auf ein Verfahren, das die neurologische Forschung grundlegend verändert hat: Der Medizin-Nobelpreis 2026 geht an Karl Deisseroth von der US-amerikanischen Stanford-Universität sowie dem Howard Hughes Medical Institute (HHMI), Peter Hegemann von der Humboldt-Universität zu Berlin und Georg Nagel von der Universität Würzburg. Gewürdigt werden ihre bahnbrechenden Entdeckungen zu lichtgesteuerten Ionenkanälen und der daraus entwickelten Optogenetik.

Grundlagenforschung an einzelligen Algen

Den Grundstein für das Verfahren legten Peter Hegemann und Georg Nagel Anfang der 2000er-Jahre. Den beiden Forschern gelang die Entdeckung von Channelrhodopsin in einzelligen Algen. Bei diesem Protein handelt es sich um einen Ionenkanal, der sich unter dem Einfluss von blauem Licht öffnet und dadurch elektrische Impulse auslöst.

Auf diesen biologischen Mechanismen baute Karl Deisseroth auf. Im Jahr 2005 nutzte er Channelrhodopsin, um gezielt Nervensignale in Rattenneuronen durch blaues Licht auszulösen. Zwei Jahre später, im Jahr 2007, gelang es Deisseroth schließlich, Nervenzellen direkt im Gehirn lebender Mäuse mithilfe von Lichtimpulsen präzise zu steuern.

Die drei Forscher teilen sich das Preisgeld in Höhe von 12 Millionen schwedischen Kronen, was rund 1,06 Millionen Euro entspricht, zu gleichen Teilen von jeweils einem Drittel. Die feierliche Übergabe der Auszeichnung findet am 10. Dezember statt. Nicht berücksichtigt wurde der Österreicher Gero Miesenböck; die Nobelregeln sehen vor, dass sich höchstens drei Personen einen Wissenschaftsnobelpreis teilen dürfen.

Breites Spektrum in Hirnforschung und Kardiologie

Das Prinzip der Optogenetik basiert darauf, lichtempfindliche Proteine gezielt in ausgewählte Zellen einzuschleusen. Über Lichteinstrahlung lässt sich die elektrische Aktivität dieser Zellen exakt kontrollieren.

Weltweit wird die Technologie eingesetzt, um das Gehirn und komplexe neuronale Schaltkreise zu analysieren. Sie dient überwiegend der Grundlagenforschung, eröffnet jedoch zunehmend Wege für medizinische Anwendungen bei Erkrankungen des Nervensystems.

Wer sich mit der Erhaltung der neurologischen Gesundheit befasst, sollte die Bedeutung der mentalen Fitness nicht unterschätzen. Dieser kostenlose Ratgeber zeigt Ihnen 11 praktische Alltagsübungen, mit denen Sie Ihr Gedächtnis stärken und Demenz gezielt vorbeugen können. Kostenlosen Gehirntraining-Ratgeber jetzt herunterladen

Über die Neurowissenschaften hinaus erschließt die Methode weitere Disziplinen. So nutzt das Universitätsklinikum Freiburg die Optogenetik unter anderem in der Herzforschung, um die spezifische Rolle verschiedener Zelltypen bei der elektrischen Steuerung des Herzschlags detailliert zu untersuchen.

Klinische Perspektiven von Sehkraft bis Hörvermögen

Auch therapeutische Ansätze werden intensiv erforscht. Am Institut für Molekulare und Klinische Ophthalmologie Basel arbeiten Forschungsteams daran, Erblindeten mithilfe optogenetischer Methoden einen Teil des Sehvermögens zurückzugeben. Weitere Perspektiven zeichnen sich für Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes ab.

Einen konkreten Machbarkeitsnachweis lieferte bereits eine Studie aus dem Jahr 2021 an einem damals 58-jährigen Patienten, der infolge einer Retinitis pigmentosa seit Jahrzehnten erblindet war. Nach einer einmaligen Injektion von ChrimsonR-tragenden Viren in das stärker betroffene Auge und unter Einsatz einer Spezialbrille war der Mann im Labor wieder in der Lage, Gegenstände optisch zu erkennen und danach zu greifen.

Während die Forschung neue Wege zur Behandlung von Sehverlust erschließt, bleibt die frühzeitige Kontrolle der eigenen Sehkraft ein wesentlicher Faktor der Vorsorge. Mit diesem kostenlosen Online-Sehtest erhalten Sie bequem von zu Hause aus in nur 3 Minuten eine erste Auswertung Ihrer aktuellen Sehleistung. Zum kostenlosen 3-Minuten-Sehtest

Aktuell befinden sich Studien zur optogenetischen Behandlung von Retinitis pigmentosa in einem frühen Stadium. Zudem wird an Cochlea-Implantaten geforscht, die auf optogenetischer Stimulation basieren. Entsprechende klinische Studien könnten möglicherweise noch in diesem Jahrzehnt oder Anfang des nächsten beginnen.

Mit der Entscheidung setzt das Nobelkomitee eine lange Tradition fort: Im Vorjahr ging der Medizin-Nobelpreis an Mary Brunkow, Fred Ramsdell und Shimon Sakaguchi für Arbeiten zur peripheren Immuntoleranz. Seit Beginn der Vergabe im Jahr 1901 wurden insgesamt 232 Persönlichkeiten mit dem Preis geehrt, darunter 14 Frauen.

de | wissenschaft | 70233669 |