Nobel de Medicina premia o controle de neurônios com luz - resenha crítica

O que é optogenética: um interruptor de luz dentro do neurônio

Optogenética é o nome de uma técnica que combina genética e luz para controlar células nervosas. Na prática, os pesquisadores fazem com que determinados neurônios passem a produzir uma proteína sensível à luz. Depois, basta iluminar essas células para ativar ou inibir sua atividade, quase como apertar um interruptor.

A proteína que tornou isso possível chama-se canalrodopsina. Quando recebe luz azul, ela muda de estado e abre um canal na membrana da célula. Por essa abertura entram íons, partículas com carga elétrica, e isso provoca uma alteração elétrica na célula. Em um neurônio, essa alteração é exatamente o que dispara um sinal nervoso.

Por que isso importa para quem não trabalha com cérebro: memórias, medo, fome, sono, movimento, vício, tudo isso nasce da atividade de grupos de células nervosas. Entender quais células fazem o quê é o passo que antecede qualquer tratamento para doenças neurológicas e psiquiátricas. A optogenética deu aos cientistas uma forma de testar isso diretamente, em animais vivos, com precisão de milissegundos, segundo o neurocientista Victor Santos, professor da Universidade Federal de Minas Gerais e pesquisador apoiado pelo IDOR Ciência Pioneira.

É nesse contexto que entra a notícia desta semana.

O anúncio desta segunda-feira em Estocolmo

Na manhã desta segunda-feira (5), a Assembleia Nobel do Instituto Karolinska, na Suécia, concedeu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2026 ao americano Karl Deisseroth, de 54 anos, e aos alemães Peter Hegemann, de 71, e Georg Nagel, de 73, "por suas descobertas relacionadas a canais iônicos ativados pela luz e à optogenética". Os três dividem 12 milhões de coroas suecas, cerca de US$ 1,2 milhão. O anúncio abriu a semana do Nobel, seguida por Física na terça, Química na quarta, Literatura na quinta, Paz na sexta e Economia em 12 de outubro.

Segundo a Assembleia, os laureados lançaram "as bases de uma nova era da neurociência". "Esse método é hoje utilizado em laboratórios de todo o mundo para desvendar os mistérios do cérebro", afirmou Thomas Perlmann, secretário-geral da Assembleia Nobel do Instituto Karolinska.

De uma alga que nada em direção à luz ao cérebro de um camundongo

A história começou longe de qualquer hospital. Na década de 1960, pesquisas com a alga verde unicelular Chlamydomonas mostraram que esses organismos nadam em direção à luz. Peter Hegemann, então no Instituto Max Planck de Bioquímica, na Alemanha, queria entender como um ser de uma célula só "decide" ir em direção à luz, e em meio milissegundo.

Ele encontrou uma proteína de membrana capaz de abrir um canal para a passagem de íons quando estimulada por luz. Junto com Georg Nagel, especialista em canais iônicos, isolou o gene responsável e o inseriu em óvulos de rã do gênero Xenopus. As células responderam ao estímulo luminoso. Nascia a canalrodopsina-2. Em 2003, a dupla publicou um estudo mostrando que a proteína podia ser introduzida em células humanas e de hamsters para gerar impulsos elétricos por meio da luz.

O passo seguinte foi de Karl Deisseroth, na Universidade Stanford, nos Estados Unidos. Ele introduziu o gene da canalrodopsina em células nervosas de ratos e, ao iluminá-las com luz azul, desencadeou um sinal nervoso. O resultado foi publicado em 2005, e no ano seguinte o método ganhou o nome de optogenética. Em 2007, Deisseroth fez o mecanismo funcionar no cérebro de camundongos vivos, usando uma fibra óptica inserida no crânio, e controlou o movimento dos bigodes do animal.

"Tudo começou com uma pergunta aparentemente simples: como uma alga microscópica sabe nadar em direção à luz? Ninguém ali estava procurando tratamento para doença nenhuma. Foi a ciência básica, movida pela curiosidade, que abriu essa porta", afirmou Victor Santos.

Por que isso é chamado de nova era: de observar regiões a provar causa e efeito

Aqui está o ponto do prêmio. Durante boa parte do século 20, a neurociência conseguia observar quais regiões do cérebro ficavam ativas durante determinado comportamento, mas não conseguia demonstrar que aquela região era a causa do comportamento.

"No século 20, pesquisadores começaram a investigar quais regiões do cérebro estavam relacionadas a determinadas funções, mas os métodos utilizados não permitiam provar relações de causa e efeito. A imagem que eles construíram do cérebro era semelhante a um mapa esquemático, repleto de pontos de interrogação e áreas desconhecidas", diz o comunicado do Comitê Nobel.

A optogenética mudou esse cenário porque permite ativar ou inibir populações específicas de neurônios com precisão temporal e celular, inclusive em animais durante o comportamento, segundo Cristiane Furini, professora da Escola de Medicina da PUCRS e membro afiliado da Academia Brasileira de Ciências. Em vez de apenas observar, o pesquisador interfere de maneira controlada e verifica o efeito.

"A optogenética oferece possibilidades de mapear o cérebro de uma maneira que antes só podíamos imaginar", afirmou Per Svenningsson, presidente do Comitê Nobel de Fisiologia ou Medicina.

Nas palavras de Furini, o prêmio "reconhece algo maior do que uma técnica; reconhece a maneira como investigamos o cérebro". Um exemplo do que isso rendeu: em 2012, Deisseroth e Susumu Tonegawa reativaram células associadas a uma memória de medo em camundongos, mostrando quais neurônios participavam especificamente daquela lembrança.

Da bancada à clínica: o que já está em teste

É aqui que convém ter cuidado. O Nobel não significa que controlar neurônios com luz já seja tratamento disponível para Parkinson, Alzheimer ou depressão. Grande parte das descobertas sobre circuitos cerebrais foi obtida em experimentos com animais, e levar a técnica a humanos envolve desafios adicionais, como entregar a proteína sensível à luz às células certas e fazer a luz chegar ao tecido.

A frente mais avançada é a retinite pigmentosa, doença que destrói progressivamente as células fotorreceptoras da retina e leva à cegueira. A estratégia é inserir na retina o DNA que codifica uma proteína fotossensível, tornando outras células capazes de enviar sinais elétricos ao cérebro no lugar das células perdidas. Isso já está em ensaios clínicos de primeira fase, com custo elevado, e os primeiros resultados mostram recuperação de algumas habilidades fotossensíveis.

Há também pesquisas voltadas a implantes cocleares baseados em luz, com a expectativa de estimulação mais precisa do nervo auditivo do que a dos dispositivos elétricos atuais. E, em animais, a optogenética já permitiu interromper crises epilépticas ao silenciar, no lugar e no momento certos, os neurônios que as desencadeiam, relatou Santos, cujo trabalho é em epilepsia.

"Na clínica, ainda estamos no começo, e é preciso cautela. O desafio é levar o gene e a luz até as células de forma segura, o que exige tempo e muitos testes", disse o neurocientista.

Quem são os três laureados

Karl Deisseroth, nascido em 1971, é psiquiatra, neurobiólogo e bioengenheiro. Concluiu doutorado em 1998 e a formação em Medicina em 2000 pela Universidade Stanford, onde é professor de Bioengenharia e de Psiquiatria e Ciências do Comportamento, vinculado ao Howard Hughes Medical Institute. Também criou o método CLARITY, que torna tecidos transparentes para visualizar estruturas do cérebro.

Peter Hegemann, nascido em 1954, doutorou-se em 1984 no Instituto Max Planck de Bioquímica, em Martinsried. É professor sênior Hertie de Neurociência na Universidade Humboldt de Berlim. As descobertas premiadas foram feitas no Max Planck.

Georg Nagel, nascido em 1953, doutorou-se em 1988 pela Universidade de Frankfurt. É professor de Fisiologia Molecular de Plantas na Universidade de Würzburg, e suas descobertas premiadas foram realizadas no Instituto Max Planck de Biofísica, em Frankfurt.

Perlmann contou que falou com os três na manhã do anúncio. "Os três disseram a mesma coisa: que achavam absolutamente maravilhoso receber o prêmio junto com os outros dois, a quem chamaram de 'meus amigos'." Deisseroth, que se descreve como pessoa noturna, tinha acabado de se deitar quando recebeu a ligação. Nagel estava em um terraço nos arredores de Nápoles: "Na verdade, eu achava que isso não aconteceria".

O que se sabe, e o que ainda falta descobrir

O que está estabelecido: uma proteína de alga, a canalrodopsina, torna qualquer célula em que seja inserida sensível à luz; em neurônios, isso permite ligar e desligar grupos específicos de células com precisão de milissegundos; e esse controle transformou a neurociência de uma disciplina que observava correlações em uma que testa relações de causa e efeito no cérebro vivo. O prêmio reconhece uma ferramenta de pesquisa básica, não um tratamento pronto.

O que segue em aberto: se as terapias em teste vão funcionar e em que medida. A restauração parcial da visão na retinite pigmentosa está em ensaios de primeira fase. Implantes cocleares baseados em luz são pesquisa em andamento. As aplicações em Parkinson, epilepsia, depressão e esquizofrenia continuam em desenvolvimento, sem terapias estabelecidas. Quem quiser acompanhar o desdobramento real deste Nobel nos próximos anos deve procurar resultados de ensaios clínicos iniciais nessas áreas, e não um anúncio de cura.

Falta também responder onde o Brasil entra. Para Cristiane Furini, há competência científica no país, e "o grande desafio é garantir as condições necessárias para que a pesquisa brasileira continue acompanhando e contribuindo para a neurociência internacional". Como resumiu Abdel El Manira, professor do Instituto Karolinska, a optogenética trouxe avanços extraordinários, mas "o cérebro ainda guarda inúmeros mistérios, com muito mais por aprender e descobrir".