Zignorował telefon w środku nocy. Chwilę później dowiedział się, że dostał Nobla

Komitet Noblowski przyznał nagrodę za stworzenie optogenetyki

W poniedziałek rozpoczął się tegoroczny tydzień noblowski. Tradycyjnie Komitet Noblowski zaczął od ogłoszenia Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny. W tym roku przyznano ją za stworzenie optogenetyki.

Jednym z trzech uhonorowanych został Karl Deisseroth, doktor medycyny i doktor filozofii, profesor bioinżynierii oraz psychiatrii i nauk behawioralnych na Uniwersytecie Stanforda.

Nobla przyznano mu „za odkrycia prowadzące do optogenetyki, która umożliwia włączanie i wyłączanie aktywności pojedynczych komórek nerwowych w żywym mózgu”. Nagrodę tę otrzymał wspólnie z Peterem Hegemannem z Uniwersytetu Humboldtów w Berlinie i Georgiem Nagelem z Uniwersytetu w Würzburgu w Niemczech.

Nie mógłbym być szczęśliwszy, ponieważ trio wybrane przez komisję obejmuje cały proces, od wczesnych eksploracji alg aż po zaawansowane eksperymenty z zakresu neuronauki, więc ta nagroda naprawdę odzwierciedla całą drogę odkryć – komentował później decyzję Komitetu Deisseroth.

„Czy możemy rozmawiać z Karlem?”

Karl Deisseroth dowiedział się, że w wieku 54 lat został noblistą, tuż po tym, jak obudziła go żona. Komitet Noblowski chciał mu przekazać wiadomość 27 minut po północy. Deisseroth nie odebrał jednak swojej komórki. Kilka sekund później zadzwonił telefon jego żony, dr Michelle Monje-Deisseroth – z jednym prostym pytaniem po drugiej stronie: „Czy możemy rozmawiać z Karlem?”.

Jestem po prostu zachwycona. Wiem, że jestem stronnicza, ale on naprawdę zrewolucjonizował dziedzinę neurobiologii – i tak naprawdę kilka innych dziedzin – mówi Monje-Deisseroth, profesor w dziedzinie neuroonkologii pediatrycznej na Uniwersytecie Stanforda. Jestem z niego taka dumna – przyznaje.

„Na 30 sekund straciłem zdolność formułowania słów”

Sam Karl Deisseroth zapewnia, że był bardzo zaskoczony. 

„Odkryłem, że mam trudności z mówieniem – straciłem zdolność formułowania słów na jakieś 30 sekund. To było bardzo zaskakujące i przytłaczające. Ale Michelle była zupełnie… niezaskoczona” – opowiada noblista.

Potem wszystko potoczyło się błyskawicznie. W salonie co chwila słychać był dźwięk telefonu. Dzwonili znajomi, bliscy i dziennikarze.

Dziesięcioletnia córka Deisserotha, Sophie, była pełna entuzjazmu, gdy obudził ją ten chaos. Tato, wygrałeś wszystkie nagrody! – powiedziała.

Szesnastoletni Hudson był bardziej opanowany. Słowo, którego użyłbym do opisania mojego taty, to nieustępliwy – powiedział. Tata jest jedną z najciężej pracujących osób, jakie znam – poświęca się bez reszty. Zawsze do czegoś dąży – dodaje chłopiec.

Nobel Noblem, a kanapki dla dzieci trzeba zrobić

Jak informuje na swojej stronie Stanford University, poniedziałkowy poranek noblisty nie różnił się od innych. Zadaniem Karla Deisserotha jest przygotowanie sześciu kanapek dla trójki z piątki mieszkających wciąż z rodzicami dzieci – cztery dla syna Hudsona (z sosem ranch, serem cheddar, salami i indykiem), jedną dla córki Sophie (również z sosem ranch, cheddarem i mięsem) i jedną dla córki Emmy (z masłem migdałowym, miodem i cynamonem). Tak było też w poniedziałek - żadna z pociech nie wyszła z domu z pustym brzuchem.

Syn Deisserotha, 18-letni Alexander, jest studentem pierwszego roku na Uniwersytecie Stanforda. Obudziłem się o 7 rano i zobaczyłem SMS-a od mamy o treści: „Mamy wieści!”. Zadzwoniłem więc, a ona podała telefon tacie. Powiedział: „Dzwonili ze Sztokholmu” i od razu wiedziałem, co się dzieje – od razu przyjechałem. To tylko 5 minut jazdy rowerem. Wszyscy wiedzieliśmy, że na to zasłużył i zasłużył na to już od jakiegoś czasu. Jesteśmy z niego niesamowicie dumni – zapewnia nastolatek.

Zapytany, jak planuje uczcić nagrodę, Deisseroth odpowiedział po prostu: „Wracajcie do pracy. Mamy jeszcze wiele do odkrycia i wielu ludzi, którym możemy pomóc”.

Pierwszą miłością Karla Deisserotha było... pisanie

Chociaż jego rodzice mieli wykształcenie naukowe (ojciec był onkologiem, a matka chemiczką), Deisseroth powiedział w 2014 roku w wywiadzie dla „The New York Times”, że jego „pierwszą miłością było pisanie”. Dodał, że początkowo planował zająć się neurochirurgią, jednak podczas stażu z psychiatrii w Stanford Medicine przekonała go możliwość spotkania pacjentów, którzy doświadczali innej rzeczywistości.

Świat przyrody zawsze fascynował Karla – wspominała matka Deisserotha, Louise Deisseroth. Jako dziecko interesował się wszystkim: obserwował mrówki chodzące po ziemi czy fale rozbijające się o brzeg. Był ciekawy świata i miał niesamowite zdolności koncentracji. Zawsze byłam pod wrażeniem tego, jak bardzo szanował nie tylko naukę, ale także wysiłek i energię potrzebną do osiągnięcia swoich celów. Jestem z niego taka dumna i szczęśliwa – dodała.

Jeszcze zanim zdobyłam jakiekolwiek wykształcenie naukowe, interesowałam się mózgiem – opowiadał Deisseroth w artykule z 2021 roku w czasopiśmie Neurophotonics. Jako małe dziecko zastanawiałem się nad tym, co dzieje się w mojej głowie, a potem naprawdę rozwinęła się we mnie miłość do pisania i literatury. Byłem ciekawy, jak słowa i zdania wpływają na moje uczucia, interesowała mnie komunikacja między słowami a mózgiem i uczuciami. Prawdopodobnie właśnie wtedy po raz pierwszy zacząłem się zastanawiać nad mózgiem – czy można go badać, czy możemy zrozumieć uczucia? – opowiadał.

„Karl Deisseroth jest postacią definiującą współczesną neuronaukę”

Karl Deisseroth ugruntował swoją pozycję lidera w dziedzinie neuronauki, opracowując proces wprowadzania do komórek mózgowych ssaków wrażliwych na światło białek bakteryjnych, zwanych opsynami. Pozwala to na kontrolowanie wybranych komórek za pomocą światła.

Po opracowaniu tej techniki Deisseroth i jego zespół wykorzystali ją do zbadania kilku zaburzeń mózgu, w tym depresji i choroby Parkinsona. Współpracując z Uniwersytetem Kalifornijskim w San Francisco, badaczem dr. Anatolem Kreitzerem, Deisseroth odkrył dwa obwody komórek nerwowych, które odgrywają kluczową rolę w chorobie Parkinsona, postępującym schorzeniu atakującym układ nerwowy.

Wykorzystując optogenetykę, Deisseroth i Kreitzer byli w stanie odwrócić objawy choroby Parkinsona u myszy. Deisseroth odkrył również obwód mózgowy, który kontroluje chęć ssaków do interakcji społecznych. Następnie on i jego zespół wykorzystali techniki optogenetyczne do wywoływania lub hamowania interakcji społecznych między samicami myszy. Wcześniej wywoływał i łagodził objawy depresji u myszy.

Optogenetyka może być dostosowana do wielu typów komórek, w tym do komórek serca i trzustki, i może być ostatecznie stosowana u ludzi w połączeniu z terapią genową, na przykład w celu przywrócenia funkcji osobom z paraplegią.

„W optogenetyce szturchamy mózg”

Jak podkreśla noblista, optogenetyka to „motor odkryć”. Służy do badania złożonych systemów na fundamentalnym poziomie komórek. Chcemy zrozumieć, jak mózg działa jako nienaruszony system, realizując złożone procesy poznawcze, zachowania i percepcje, będąc jednocześnie zakotwiczonym i ugruntowanym na podstawowym poziomie komórkowym. Podejmujemy już kroki w celu zrozumienia prawidłowego funkcjonowania mózgu i przyczyn problemów – tłumaczy.

Poproszony o opisanie swojej pracy tak, jakby tłumaczył ją dziesięciolatkowi, Deisseroth odpowiedział: „Możemy używać światła do włączania i wyłączania komórek w mózgu”. 

Robimy to za pomocą małych cząsteczek, które otrzymujemy od organizmów jednokomórkowych. Czy to nie wspaniałe, że możemy wziąć cząsteczkę z alg i pozwolić włączać i wyłączać komórki, stymulować je, włączać i wyłączać jednym pstryknięciem – laserem? Tak właśnie każdy dziesięciolatek zrozumiałby system: poprzez szturchanie go. To właśnie robimy w optogenetyce. Szturchamy mózg – podsumował. Jak dodał, mózg to „najbardziej skomplikowany obiekt we wszechświecie”.