O Prêmio Nobel de Medicina premia os fundadores de uma nova era na neurociência

Esse método e suas descobertas sobre canais iônicos ativados por luz deram o prêmio ao estadunidense Karl Deisseroth e aos alemães Peter Hegemann e Georg Nagel, conforme destacou em seu parecer a Assembleia Nobel do Instituto Karolinska de Estocolmo.

O uso da optogenética revelou como os circuitos neurais controlam desde memórias específicas até a sensação de dor, comportamentos sociais, a sede, o consumo de alimento ou a atenção; e como são responsáveis por funções tão diversas quanto o controle dos ritmos circadianos ou o desencadeamento de febre quando o sistema imunológico foi ativado.

Também houve avanços no uso da optogenética para tratamentos médicos que tentam restaurar a visão em pessoas com deterioro visual, e esse método proporcionou uma compreensão maior de transtornos neurológicos e psiquiátricos como depressão, ansiedade, esquizofrenia, Parkinson ou a doença de Alzheimer.

"A optogenética proporciona oportunidades para mapear o cérebro de uma forma com a qual antes só podíamos sonhar"

Na coletiva de imprensa de anúncio do prêmio, a professora de medicina genética Anna Wedell falou do "tremendo passo adiante" que a optogenética representou.

"Antes tínhamos mapas anatômicos do cérebro, agora podemos gerar mapas funcionais e também podemos entender como células diferentes se comunicam no cérebro. É uma dimensão completamente nova", afirmou.

Hegemann e Nagel descobriram uma proteína surpreendente, a canalrodopsina, em uma alga unicelular, a chlamydomonas; Deisseroth transformou essa proteína em "um interruptor de luz controlado" para as células nervosas, resume o jurado.

O Comitê Nobel destacou o interesse existente desde tempos antigos em compreender o "mistério biológico" do cérebro e como no século XX se identificaram as regiões nas quais se controlavam distintas funções fisiológicas, embora a falta de métodos apropriados tenha impedido uma imagem mais clara.

No início da década de 1990, no Instituto Max Planck de Bioquímica, Hegemann se interessou pela chlamydomonas, uma alga unicelular que reagia vinte vezes mais rápido à luz do que o olho humano.

Hegemann pensou que essa diferença só poderia ocorrer porque um único complexo proteico capturava a luz e atuava também como canal iônico, encontrando dois genes muito similares a outros conhecidos de proteínas que capturavam luz.

Recorreu então à ajuda de seu colega Georg Nagel, do Instituto Max Planck de Biofísica e que, usando ovócitos de rã, descobriu que a hipótese formulada por Hegemann era correta: as novas proteínas descobertas (canalrodopsina 1 e 2) eram canais iônicos que se abriam ao serem expostos à luz.

Em 2003, ambos publicaram os resultados de seu experimento e propuseram que a canalrodopsina 2 fosse utilizada como ferramenta para gerar impulsos elétricos em células usando luz.

Deisseroth, um estudante de pós-graduação na Universidade de Stanford (EUA) interessado em proteínas que desencadeassem impulsos elétricos em células nervosas, ficou conhecimento da descoberta da canalrodopsina 2 e escreveu a Nagel para solicitar acesso ao DNA que a codificava.

Posteriormente, introduziu esse DNA em células nervosas de ratos cultivadas em placas de Petri e estas começaram a produzir canalrodopsina 2 sem problemas: expostas à luz azul, as células reagiam imediatamente.

Deisseroth iniciou então numerosas colaborações, também com Hegemann e Nagel, para encontrar novas proteínas que ativassem células nervosas usando um método que foi batizado como optogenética e que lhe permitiu um ano depois ativá-las em células nervosas de cérebros de ratos vivos.