O prémio Nobel da Fisiologia ou Medicina de 2026 foi atribuído aos cientistas Karl Deisseroth, Peter Hegemann e Georg Nagel, anunciou esta segunda-feira o secretário-geral do Comité Nobel, Thomas Perlmann, em Estocolmo, na Suécia.

Os neurocientistas foram distinguidos pelas “descobertas que levaram à optogenética, uma técnica que permite ativar ou desativar a atividade de células nervosas individuais no cérebro” — um método que já é utilizado em laboratórios para desvendar os mistérios do cérebro, adiantou o Comité Nobel, destacando as descobertas que os cientistas fizeram “sobre canais iónicos fotossensíveis e optogenética”. A técnica usa a luz para controlar a atividade das células cerebrais, como os neurónios.

“A optogenética alterou fundamentalmente a nossa compreensão do cérebro. A cada dia surgem novas descobertas, ajudando a desvendar um dos grandes mistérios da humanidade: como o nosso incrível cérebro funciona”, realça o Comité Nobel.

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A optogenética é “um método que nos permite mostrar como as células nervosas moldam memórias, emoções e comportamentos no cérebro vivo“, explicou o comité Nobel. Utilizando a optogenética, os investigadores conseguiram revelar circuitos neurais que regulam memórias, sentimentos e comportamentos específicos, “relevantes para distúrbios neurológicos e psiquiátricos”. Na medicina clínica atual, a optogenética está a ser utilizada para restaurar a visão em pessoas com deficiência visual.

“A optogenética oferece oportunidades para mapear o cérebro de uma forma que antes só podíamos sonhar”, afirma Per Svenningsson, presidente do Comité Nobel de Fisiologia ou Medicina, citado no comunicado divulgado esta segunda-feira. A forma como o cérebro regula as emoções, os comportamentos e as funções corporais foi, durante muito tempo, um mistério, mas graças a este método, que permite tornar certos neurónios fotossensíveis (sensíveis à luz) através da combinação da engenharia genética com a ótica, os investigadores conseguiram compreender melhor este fenómeno.

Peter Hegemann e Georg Nagel descobriram uma proteína “extraordinária, a canalrodopsina”. Já Karl Deisseroth “transformou essa proteína num interruptor controlado por luz para células nervosas”, sublinhou o comité Nobel, salientando que “os laureados lançaram as bases para uma nova era na neurociência”.

O (longo) caminho que conduziu à descoberta

O caminho que levou à descoberta da optogenética começou quando Peter Hegemann tentou perceber como é que a Chlamydomonas, uma alga unicelular, consegue reagir tão rapidamente à luz, em apenas 10 milissegundos, muito mais rapidamente que o olho humano. “Hegemann só conseguia pensar numa explicação para essa resposta ultrarrápida: o processo devia ser muito mais simples com a Chlamydomonas do que num olho humano”, revela o Comité Nobel. No início da década de 1990, Hegemann formulou a hipótese de um único complexo proteico capturar a luz e atuar como um canal iónico. No entanto, a sua proposta foi recebida com ceticismo.

No entanto, Hegemann decidiu insistir na sua teoria, isolando a proteína fotossensível da Chlamydomonas. No entanto, isso mostrou-se mais fácil na teoria do que na prática: quando as proteínas presentes na mancha ocular da alga eram removidas do seu ambiente natural, tornavam-se instáveis e eram facilmente danificadas, dificultando a investigação. Contudo, por volta do ano 2000, após anos de contratempos, o grupo de trabalho de Hegemann fez uma descoberta intrigante: encontrou dois genes com semelhanças significativas a genes conhecidos de proteínas fotossensibilizadoras. Seria possível que algum deles contivesse o código da proteína que procuravam?

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Para responder a essa pergunta, Hegemann contactou o colega Georg Nagel, que usou óvulos de rãs para estudar as proteínas da Chlamydomonas. Nagel rapidamente descobriu que a hipótese formulada por Hegemann uma década antes estava correta: as proteínas recém-descobertas eram canais iónicos que se abriam quando expostas à luz.

O cientista descobriu que uma das proteínas, a canalrodopsina, reagia de forma excecionalmente forte e rápida a um pulso de luz. Hegemann e Nagel perceberam que tinham feito uma descoberta revolucionária, e, em 2003, divulgaram os resultados, propondo que a canalrodopsina-2 fosse usada como ferramenta para gerar impulsos elétricos em células usando a luz. Depois disso, um jovem cientista da Universidade de Stanford deu continuidade ao trabalho. Era Karl Deisseroth.

Quando o DNA chegou ao laboratório de Deisseroth, ele introduziu-o em células nervosas de rato, mas temia que as células nervosas sensíveis fossem afetadas negativamente pelo gene estranho. No entanto, elas começaram a produzir canalrodopsina-2 sem problemas. Quando o grupo de investigação expôs as células nervosas à luz azul, as células reagiram imediatamente. O investigador conseguiu depois que “este interruptor controlado pela luz para as células nervosas funcionasse nos cérebros de ratinhos vivos”, um “método de controlo dos sinais nervosos através da luz”, chamado optogenética. Em 2006, Deisseroth utilizou a optogenética para despertar ratos adormecidos de forma controlada.

Optogenética ajudou a identificar circuitos neuronais e está a ser usada em ensaios clínicos

A capacidade de ativar tipos individuais de células nervosas mudou a compreensão do cérebro. Um cérebro humano adulto possui cerca de 90 mil milhões de células nervosas, cada uma das quais forma milhares de conexões com outras células nervosas. Graças à optogenética, os investigadores agora podem descobrir exatamente quais células nervosas, num feixe complexo de luz, controlam diferentes funções cerebrais.

“Por exemplo, identificaram circuitos neuronais que regulam a sensação de dor, comportamentos sociais, sede, consumo de alimentos, recompensa e atenção. Também encontraram células nervosas responsáveis por diversas funções, desde o controlo do ritmo circadiano até à indução de febre quando o sistema imunológico é ativado”, realça o comunicado do Comité Nobel.

A optogenética “proporcionou uma melhor compreensão das características distintivas de transtornos psiquiátricos e neurológicos, como depressão, ansiedade, esquizofrenia, doença de Alzheimer e doença de Parkinson”, sendo que, em ensaios clínicos que estão em curso, a técnica está a ser utilizada para “restaurar a visão de pessoas que ficaram cegas devido à retinose pigmentar, uma doença que destrói os cones e bastonetes da retina”. “Quando inseriram uma proteína semelhante à canalrodopsina na retina de uma pessoa cega, ela recuperou parte da visão”, salienta o comunicado.

À rádio Observador, o investigador Ricardo Henriques destaca que a descoberta da optogenética “abre-nos caminhos que permitem controlar algumas das redes neuronais ou mitigar doenças, como a depressão ou a ansiedade”. O investigador do Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier, da Universidade Nova de Lisboa, salienta que, desta forma, “é possível perceber melhor como o cérebro é estruturado”.

“Dantes, estudávamos o cérebro através da eletrofisiologia, ou seja, utilizávamos pequenas agulhas para estimular as redes neuronais, para se perceber como modulavam o comportamento do nosso organismo ou de que maneira algumas doenças podiam ser moduladas por esses estímulos. Com esta descoberta, conseguimos encontrar um canal iónico em neurónios, utilizando luz. É uma maneira menos invasiva de compreendermos como o cérebro funciona”, vinca Ricardo Henriques.

O neurocientista norte-americano Karl Deisseroth doutorou-se em 1998 e formou-se em Medicina em 2000, pela Universidade de Stanford. É atualmente professor de Bioengenharia e de Psiquiatria e Ciências Comportamentais no Instituto Médico Howard Hughes e na Universidade de Stanford.

O também neurocientista Peter Hegemann, de 72 anos, doutorou-se em 1984 no Instituto Max Planck de Bioquímica, na Alemanha. É professor de Neurociência na Universidade Humboldt, de Berlim, Alemanha.

O biofísico alemão Georg Nagel doutorou-se em 1988 pela Universidade de Frankfurt e é atualmente professor de Fisiologia Molecular na Universidade de Würzburg, na Alemanha.

Os laureados tinham sido já premiados, em 2013, com o Prémio Brain, pela invenção da optogenética.

Os três neurocientistas distinguidos com o Nobel vão receber 12 milhões de coroas suecas (cerca de 1,06 milhões de euros). Este ano, a Fundação Nobel decidiu aumentar o valor do prémio Nobel em 9% para comemorar o 125º aniversário dos prémios Nobel, atribuídos pela primeira vez em 1901. Desde esse longínquo ano, o prémio Nobel da Medicina já foi atribuído por 116 vezes, a 232 pessoas, entre as quais 218 homens e 14 mulheres. Até hoje, só um português foi distinguido: o neurologista Egas Moniz, em 1949, pela “descoberta do valor terapêutico da leucotomia [no tratamento] de determinadas psicoses”.

No ano passado, três cientistas ganharam o Prémio Nobel de Medicina pelas descobertas sobre a forma como o sistema imunitário sabe atacar os germes e não o nosso próprio corpo. Ao prémio de Medicina, seguem-se o prémio de Física na terça-feira, o de Química na quarta-feira, o de Literatura na quinta-feira e o da Paz na sexta-feira.