Cientistas recebem Prêmio Nobel de Medicina por criar técnica que controla neurônios com a luz

Karl Deisseroth, Peter Hegemann e Georg Nagel foram laureados com o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 2026 pela criação da optogenética. A técnica permite que pesquisadores controlem a atividade de neurônios específicos utilizando a luz, superando a complexidade do cérebro, que, diferentemente de órgãos como o coração, carece de um modelo funcional simplificado.

A origem da técnica e a descoberta genética

O desenvolvimento da ferramenta surgiu da necessidade de superar as limitações da neurociência clínica e básica. No início dos anos 2000, a dificuldade em compreender a função exata de células cerebrais individuais impedia o avanço de tratamentos neuropsiquiátricos, que não possuíam base sólida sobre quais células estavam envolvidas em cada transtorno.

Com formação em biologia molecular, Deisseroth buscou utilizar a genética para intervir em tipos específicos de células, como as neuronas dopaminérgicas ou serotoninérgicas, que possuem maquinarias genéticas distintas. Após testar diversos genes de mamíferos sem sucesso, o pesquisador utilizou um gene de uma alga unicelular, identificado previamente por Hegemann e Nagel.

Esse gene codifica a canalrodopsina-2, uma proteína capaz de converter luz em energia. Em testes com culturas de neurônios de roedores, observou-se que apenas as células que receberam o gene da alga e foram expostas à luz apresentaram ativação, comprovando que a proteína de um organismo fotossintético poderia operar em neurônios de mamíferos.

Aplicações em modelos animais e comportamento

Embora os primeiros experimentos tenham ocorrido em 2004, a demonstração do controle comportamental em mamíferos em movimento livre aconteceu em 2007. Na ocasião, a inserção de uma fibra óptica no córtex motor direito de um rato permitiu que, ao acionar o laser, o animal girasse para a esquerda, cessando o movimento imediatamente após o desligamento da luz.

A partir desse marco, a optogenética foi aplicada para desvendar mistérios sobre a cognição, a percepção e a ação. A técnica permitiu a identificação de circuitos e células responsáveis por:

• Impulsos de sobrevivência, como sede e apetite;
• Comportamentos de agressividade e atitude defensiva;
• Componentes de memória, motivação e ansiedade.

Impactos na medicina e psiquiatria

A aplicação da técnica expandiu-se para a recuperação de funções sensoriais. Em 2010, a proteína ativada por luz foi testada em retinas humanas. Após estudos com macacos e pessoas, um artigo publicado em 2021 revelou a restauração da sensibilidade à luz em um paciente com cegueira total causada por retinopatia pigmentar. Este processo é denominado optogenética direta, pois exige a administração conjunta do gene e da luz ao paciente.

No campo da neuropsiquiatria, a abordagem segue a chamada optogenética indireta. Em vez de aplicar a luz diretamente no paciente, a técnica é usada para mapear quais células causam sintomas específicos, servindo de base para a criação de medicamentos direcionados.

Atualmente, ensaios em fase final utilizam esse conhecimento para tratar a esquizofrenia e o autismo, visando reduzir quadros de ansiedade e irritabilidade por meio de fármacos desenvolvidos a partir do mapeamento celular.