Der Nobelpreis für Medizin geht in diesem Jahr an zwei deutsche und einen US-amerikanischen Forscher. Peter Hegemann von der Humboldt-Universität zu Berlin, Georg Nagel von der Universität Würzburg und Karl Deisseroth von der Stanford University werden für ihre Entdeckungen auf dem Gebiet der Optogenetik ausgezeichnet. Das gab das Karolinska-Institut in Stockholm bekannt. Die drei Wissenschaftler teilen sich das Preisgeld von umgerechnet rund einer Million Euro zu gleichen Teilen.
Die Optogenetik ist eine Methode, mit der sich Zellen – meist Nervenzellen – mithilfe von Licht präzise an- und abschalten lassen. «Die Optogenetik bietet Möglichkeiten, das Gehirn auf eine Weise zu kartieren, von der wir früher nur träumen konnten», sagte Per Svenningsson, Vorsitzender des Nobelkomitees. Die Preisträger hätten den Grundstein für eine neue Ära in den Neurowissenschaften gelegt. Mit der Technik lässt sich untersuchen, wie Nervenzellen im lebenden Gehirn Erinnerungen, Gefühle und Verhaltensweisen prägen.
Die Entdeckung nahm ihren Anfang in den 1990er Jahren, als Peter Hegemann, damals am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried, beobachtete, wie schnell die einzellige Alge Chlamydomonas auf Licht reagiert. Anfang der 2000er Jahre entdeckten er und Georg Nagel, seinerzeit am Max-Planck-Institut für Biophysik in Frankfurt, in der Alge das Protein Kanalrhodopsin. Dieses macht die Zelle lichtempfindlich: Unter blauem Licht öffnet sich ein Ionenkanal, der elektrische Impulse erzeugt. «Was wir anfangs an Grünalgen herumgeforscht haben, das hat keinen Menschen interessiert, das hat kaum jemand ernst genommen», sagte Hegemann nach der Bekanntgabe.
Karl Deisseroth griff die Idee auf und setzte das Gen für das Protein zunächst in Neuronen von Ratten ein, wodurch er diese Nervenzellen mit Licht aktivieren konnte. Im Jahr 2007 gelang ihm dies im Gehirn lebender Mäuse. So konnte er das Verhalten und die Emotionen der Tiere steuern – sie etwa aufwachen lassen oder durch die Aktivierung bestimmter Erinnerungen Angst auslösen. Einem Forschungsteam gelang es mit der Methode, eine Gruppe von Zellen zu identifizieren, die bei optogenetischer Stimulierung dafür sorgen, dass Mäuse unvermittelt Artgenossen attackieren. «Das Signal einiger weniger Nervenzellen reicht aus, und ein eben noch völlig friedliches Tier fällt voller Wut über das andere her», berichtete Deisseroth.
Die Erkenntnisse werden bereits therapeutisch erprobt. Bei der Netzhauterkrankung Retinitis pigmentosa, bei der durch Erbgut-Mutationen die Lichtrezeptoren der Netzhaut zugrunde gehen, ermöglichte eine optogenetische Therapie einem seit Jahrzehnten blinden Patienten ein rudimentäres Sehen. In einer Machbarkeitsstudie injizierte das Team in das schwerer betroffene Auge des damals 58-Jährigen einmalig Viren, die den Bauplan für das Kanalrhodopsin ChrimsonR enthielten. Mit einer Spezialbrille konnte der Patient anschließend im Labor Gegenstände erkennen und greifen; im Alltag registrierte er etwa ein Telefon, eine Tür oder einen Zebrastreifen.
Zudem wird die Technik zur Verbesserung von Cochlea-Implantaten erforscht. Der Hörnerv wird derzeit über elektrische Impulse stimuliert, was sich durch Optogenetik deutlich präzisieren ließe. «Wir hoffen, dass wir quasi noch in dieser Dekade oder eben Anfang der nächsten Dekade mit klinischen Studien starten können», sagte Tobias Moser vom Institut für Auditorische Neurowissenschaften der Universitätsmedizin Göttingen. Versuche an Nagetieren und Primaten hätten bereits gezeigt, dass die Kombination von Gentherapie und Cochlea-Implantat prinzipiell funktioniert. Darüber hinaus nutzen Labore weltweit die Optogenetik, um Krankheiten wie Depression, Angststörungen und Parkinson zu erforschen, wie die Deutsche Akademie der Naturforscher Leopoldina mitteilte.
Der Sekretär der Nobelversammlung, Thomas Perlmann, hatte alle drei Preisträger kurz vor der Bekanntgabe telefonisch erreicht. Deisseroth, der den Anruf kurz nach Mitternacht Ortszeit erhielt, sagte der Deutschen Presse-Agentur: «Ich wollte gerade schlafen gehen, ich war bettfertig. Ich wusste, dass ich früh aufstehen musste, um meinen Kindern Pausenbrote zu machen und sie morgens zur Schule zu bringen.» Alle drei seien sehr überrascht gewesen und hätten von einer großen Ehre gesprochen. Die beiden deutschen Preisträger hielten sich zunächst aus der Öffentlichkeit fern.
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