Nobelpreis für Medizin an Optogenetik-Pioniere

Ausgezeichnet werden die Forscher laut Nobelversammlung für ihre Entdeckungen zu lichtgesteuerten Ionenkanälen und zur Optogenetik, einer Methode, mit der sich die Aktivität einzelner Nervenzellen in einem lebenden Gehirn ein- oder ausschalten lässt. Deisseroth forscht am Howard Hughes Medical Institute und an der Stanford University in den USA, Hegemann an der Humboldt-Universität zu Berlin und Nagel an der Universität Würzburg. Die Preisträger teilen sich laut Nobelversammlung das Preisgeld von 12 Millionen schwedischen Kronen zu gleichen Teilen; laut ORF sollen alle diesjährigen Nobelpreise am 10. Dezember, dem Todestag Alfred Nobels, in Stockholm und Oslo überreicht werden.

Wie die Entdeckung Anfang der 1990er Jahre begann

Die Arbeit geht laut einem Bericht von STAT auf eine Frage zurück, die sich Peter Hegemann Anfang der 1990er Jahre am Max-Planck-Institut stellte: Wie schafft es die einzellige Grünalge Chlamydomonas, zu einer Lichtquelle zu schwimmen? Laut der Hintergrunddarstellung des Nobelkomitees vermutete er schon damals, dass ein einzelner Proteinkomplex sowohl Licht aufnimmt als auch als Ionenkanal wirkt, stieß damit aber auf Skepsis, weil kein Ionenkanal bekannt war, der selbst auf Licht reagierte. Erst um die Jahrtausendwende fand seine Gruppe nach Jahren mit Rückschlägen zwei Gene, die den bekannten Bauplänen lichtaufnehmender Proteine ähnelten. Gemeinsam mit Georg Nagel zeigte Hegemann laut Nobelversammlung, dass das Protein Channelrhodopsin ein Kanal ist: Trifft blaues Licht darauf, öffnet er sich und lässt geladene Ionen in die Zelle strömen, was einen elektrischen Impuls erzeugt. Das Protein funktionierte unabhängig davon, in welchen Zelltyp es eingebracht wurde.

Laut der Nobelversammlung übertrug Karl Deisseroth das Gen für Channelrhodopsin in Nervenzellen von Ratten und löste mit blauem Licht ein Nervensignal aus; er veröffentlichte diesen Durchbruch 2005, zwei Jahre später funktionierte der lichtgesteuerte Schalter auch im Gehirn lebender Mäuse. Die neue Methode erhielt laut NobelPrize.org 2006 den Namen Optogenetik und wird laut ORF inzwischen in Laboren auf der ganzen Welt eingesetzt.

Was sich mit Licht im Gehirn sichtbar machen lässt

Mit Optogenetik ließen sich neuronale Schaltkreise aufdecken, die Erinnerungen, Gefühle und Verhalten steuern und für neurologische und psychiatrische Erkrankungen relevant sind, erklärte die Nobelversammlung. In einem Experiment untersuchte dem Komitee zufolge eine Forschungsgruppe die Gehirne von Mäusen während einer Angsterfahrung und reaktivierte später genau jene Nervenzellen, die offenbar diese Erinnerung gebildet hatten: Die Tiere zeigten daraufhin Angstreaktionen, obwohl sie sich nicht in Gefahr befanden, was dem Komitee zufolge das erste Experiment war, in dem sich die für eine bestimmte Erinnerung notwendigen Nervenzellen so genau nachweisen ließen. Komiteevorsitzender Per Svenningsson sagte, die Optogenetik eröffne Möglichkeiten zur Kartierung des Gehirns, von denen man früher nur habe träumen können.

Im Vergleich: zwei Etappen auf dem Weg, verlorenes Sehen zurückzuholen

Eine klinische Anwendung der Optogenetik betrifft laut Nobelversammlung Menschen mit Sehbeeinträchtigung: Forschende versuchen, bei Retinitis pigmentosa, einer laut Scientific American erblichen Erkrankung, die lichtempfindliche Zellen der Netzhaut zerstört, das Sehvermögen wiederherzustellen. Dabei können Ärzte laut einem Bericht von Scientific American DNA mit dem Bauplan für ein lichtempfindliches Protein in Nervenzellen der Netzhaut spritzen, sodass diese bei Lichteinfall elektrische Signale an das Gehirn senden und die abgestorbenen und beschädigten Zellen umgehen.

Benjamin Bakall berichtete laut Modern Retina beim Jahrestreffen der American Society of Retina Specialists 2026 über REMAIN-Nachbeobachtungsdaten aus einer größeren Untersuchung: In der Phase-2b/3-Studie RESTORE erhielten 27 Patienten eine hohe oder niedrige Dosis des Wirkstoffs MCO-010 oder eine Scheinbehandlung. Nach rund drei Jahren hielten laut Modern Retina die mittleren Verbesserungen der Sehschärfe in den Behandlungsgruppen an; Patienten berichteten, sie könnten nun etwa Besteck auf einem Tisch erkennen oder vorbeifahrende Autos wahrnehmen; behandlungsbedingte schwerwiegende unerwünschte Ereignisse traten laut den vorgestellten Daten nicht auf. Bakall bezeichnete die Therapie laut dem Bericht von Modern Retina als dauerhafte Option für Patienten mit fortgeschrittener Erkrankung, mahnte zugleich aber, nicht zu viel zu versprechen.

Deisseroth selbst empfahl im 2023 veröffentlichten Gespräch, bei Gehirnregionen jenseits der Netzhaut zunächst gründliche Grundlagenforschung an Tieren und an evolutionär erhaltenen Strukturen zu betreiben, bevor man beim Menschen experimentiert. Bakall mahnte bei der Vorstellung der RESTORE-Daten zur Vorsicht und warnte davor, Patienten mit fortgeschrittener Retinitis pigmentosa zu viel zu versprechen.