Der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin 2026 geht an Karl Deisseroth, Peter Hegemann und Georg Nagel für die Entdeckung lichtgesteuerter Ionenkanäle und der Optogenetik. Die drei Wissenschaftler entdeckten lichtempfindliche Proteine und machten es möglich, Nervenzellen im lebenden Gehirn mithilfe von Lichtimpulsen gezielt an- und abzuschalten.
Das Karolinska-Institut in Stockholm hat am Montag den Start der diesjährigen Nobelpreiswoche bekannt gegeben. Verleihung des Preises. Die Auszeichnung ist mit insgesamt zwölf Millionen schwedischen Kronen dotiert, was umgerechnet etwa 1,2 Millionen US-Dollar entspricht. Die drei Preisträger – der 54-jährige Karl Deisseroth von der Stanford University (zudem laut The Guardian für das Howard Hughes Medical Institute tätig), der 71-jährige Peter Hegemann von der Humboldt-Universität zu Berlin und der 73-jährige Georg Nagel von der Universität Würzburg – teilen sich die Summe zu gleichen Teilen. Thomas Perlmann, der Sekretär des Nobelkomitees, gab die Entscheidung bekannt.
Die Entdeckung lichtempfindlicher Proteine in Algen
Der Ursprung der heute weltweit genutzten Technologie liegt in der Grundlagenforschung an einzelligen Organismen. Peter Hegemann wollte laut Abdel El Manira, einem Professor am Karolinska-Institut und Mitglied der Nobelversammlung, verstehen, wie sich eine grüne Alge namens Chlamydomonas reinhardtii zum Licht hin bewegt. Hegemann entdeckte, dass der Augenfleck der Alge ein lichtempfindliches Protein enthält, das Licht nahezu augenblicklich in ein elektrisches Signal umwandelt, wodurch sich die Alge bewegen kann. Gemeinsam mit Georg Nagel identifizierte er diese Proteine, die als Channelrhodopsine bezeichnet werden.
Die Forscher fanden durch Versuche mit Froscheizellen heraus, dass sich diese Proteine bei Bestrahlung mit blauem Licht öffnen und geladene Teilchen beziehungsweise Ionen in die Zelle strömen lassen, wodurch ein elektrischer Impuls entsteht. Als die beiden Wissenschaftler die genetischen Baupläne eines dieser Proteine in menschliche oder tierische Zellen einbrachten, machten sie diese ebenfalls lichtempfindlich.
„Optogenetik bietet Möglichkeiten zur Kartierung des Gehirns auf eine Weise, von der wir einst nur träumen konnten.“
Per Svenningsson, Vorsitzender des Nobelkomitees für Physiologie oder Medizin
Karl Deisseroth und die Übertragung auf das Säugetiergehirn
Der entscheidende Schritt hin zur Kontrolle von Nervenzellen gelang Karl Deisseroth. Er und seine Kollegen übertrugen das Gen für Channelrhodopsin auf Neurone von Nagetieren, um deren elektrische Aktivität zu steuern.
Durch winzige optische Fasern, die durch den Schädel von Mäusen geführt wurden, konnten die Forscher gezielt Nervenzellen im motorischen Kortex aktivieren und beispielsweise die Schnurrhaare der Tiere bewegen. Nach Angaben des Nobelkomitees ermöglichte diese Methode erstmals eine kausale Untersuchung von Gehirnfunktionen. Wissenschaftler können seither prüfen, welche neuronalen Schaltkreise für bestimmte Verhaltensweisen, Erinnerungen oder Emotionen verantwortlich sind.
Therapeutische Perspektiven und erste klinische Anwendungen
Über die reine Grundlagenforschung hinaus eröffnet die Optogenetik neue Ansätze für die Medizin.
Erste klinische Versuche laufen bereits bei einer Form von Erblindung namens Retinitis pigmentosa. Dabei werden genetische Anweisungen für ein lichtempfindliches Protein mittels eines harmlosen Virus in die Netzhautganglienzellen von Patienten eingebracht, ergänzt durch spezielle Brillen, die Bilder der Umgebung erfassen, in einwelligen Lichtimpulse umwandeln und auf die Netzhaut projizieren.
Karl Deisseroth, der laut Associated Press als Nachtmensch bis spät in die Nacht an seinem Wohnort in Nordkalifornien an Artikeln gearbeitet und E-Mails an Studierende geschrieben hatte, war gerade erst ins Bett gegangen, als der Anruf aus Stockholm eintraf, wodurch er praktisch keinen Schlaf fand. Seine nächste Verpflichtung war es laut Associated Press, Schulbrote für seine noch schlafenden Kinder zu schmieren.
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