Cos’è l’optogenetica: la scoperta sulla luce premiata con il Nobel per la Medicina. La svolta: dal Parkinson all’Alzheimer
Ecco la scoperta dei neuroscienziati Deisseroth, Hegemann e Nagel: la tecnica che permette di controllare cellule nervose attraverso la luce
Controllare l’attività di alcune cellule nervose utilizzando la luce. Su questo si basa l’optogenetica, la tecnologia che ha portato il Nobel per la Medicina 2026 a Karl Deisseroth, Peter Hegemann e Georg Nagel, premiati per le loro scoperte sui canali ionici attivati dalla luce e per avere aperto una nuova strada nello studio del sistema nervoso.
È un termine poco noto, eppure l’optogenetica viene utilizzata nei laboratori di tutto il mondo per studiare memoria, movimento, emozioni, dipendenze, epilessia e malattie neurodegenerative. Al momento, la sua applicazione clinica più concreta riguarda alcune forme di cecità; negli altri campi il suo valore principale è permettere di capire con una precisione prima impossibile quali circuiti nervosi siano coinvolti in una malattia.
Dalle alghe al cervello
Tutto nasce da microscopiche alghe verdi capaci di orientarsi verso la luce. Hegemann e Nagel studiarono le channelrhodopsine, proteine che reagiscono alla luce aprendo minuscoli canali nella membrana cellulare. Il passaggio di ioni attraverso questi canali genera un segnale elettrico: la luce viene trasformata in elettricità.
Deisseroth e altri ricercatori aggiunsero un altro pezzo, comprendendo che il gene necessario a produrre queste proteine poteva essere inserito nei neuroni. A quel punto un impulso luminoso poteva attivare — e, utilizzando altre proteine, anche inibire — cellule nervose selezionate con una precisione temporale dell’ordine dei millisecondi.
La retina è il caso più avanzato
Un cervello non è semplicemente diviso in “zone”: nella stessa area convivono tipi differenti di neuroni con funzioni diverse. L’optogenetica permette negli esperimenti di intervenire su una determinata popolazione cellulare e osservare direttamente che cosa cambia. Il settore nel quale questa tecnologia è arrivata più vicino alla medicina quotidiana è quello delle degenerazioni della retina.
Nella retinite pigmentosa i fotorecettori che normalmente catturano la luce vengono progressivamente perduti. L’idea è utilizzare la terapia genica per rendere sensibili alla luce altre cellule retiniche rimaste intatte. Nel 2021 uno studio pubblicato su Nature Medicine descrisse un paziente non vedente al quale era stato introdotto nella retina il gene di una proteina fotosensibile.
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Associando il trattamento a speciali occhiali capaci di trasformare le immagini in impulsi luminosi adatti a stimolare quelle cellule, l’uomo riuscì a percepire, localizzare e contare alcuni oggetti. Gli autori lo definirono il primo caso di recupero funzionale parziale dopo una terapia optogenetica.
Parkinson ed epilessia
Nel Parkinson l’optogenetica viene utilizzata soprattutto per ricostruire i circuiti cerebrali che controllano il movimento e capire quale ruolo abbiano specifici tipi di neuroni nella comparsa dei sintomi. Gli studi hanno contribuito a individuare bersagli e meccanismi che potrebbero essere sfruttati anche da altre tecniche di neuromodulazione. Il passaggio a una terapia optogenetica diretta nell’uomo, però, non è ancora avvenuto.
L’epilessia rappresenta un’altra applicazione molto studiata. Nei modelli sperimentali sono stati realizzati sistemi capaci di riconoscere l’inizio di una crisi e intervenire immediatamente con la luce per modificare l’attività del circuito responsabile. I risultati sono promettenti, ma le revisioni scientifiche sottolineano che esistono ancora ostacoli significativi prima di poter trasferire questi sistemi ai pazienti.
Alzheimer, depressione e dolore
L’optogenetica viene utilizzata per studiare memoria, Alzheimer, depressione, dipendenze, dolore cronico e altri disturbi, ma prevalentemente in animali, colture cellulari o modelli sperimentali. Il suo contributo potrebbe, quindi, essere anche indiretto: individuare quali circuiti causano un determinato sintomo può aiutare a sviluppare farmaci migliori, perfezionare la stimolazione cerebrale profonda o progettare nuove forme di neuromodulazione, senza necessariamente utilizzare l’optogenetica nel paziente.
Una recente analisi su Nature Neuroscience considera proprio questa traduzione indiretta una delle strade più realistiche verso la medicina. Il limite principale risiede nel fatto che per controllare con la luce neuroni situati in profondità nel cervello bisogna portare nelle cellule il gene corretto e poi riuscire a illuminarle, garantendo precisione, durata e sicurezza. La retina, naturalmente esposta alla luce, è un caso molto più favorevole.
Ultimo aggiornamento: Lunedì 5 ottobre 2026, 14:14