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Medizin-Nobelpreis geht an Hegemann, Nagel und Deisseroth
Der diesjährige Nobelpreis für Physiologie oder Medizin geht an die beiden deutschen Forscher Peter Hegemann und Georg Nagel sowie an den US-Wissenschaftler Karl Deisseroth. Ausgezeichnet werden sie für ihre Entdeckungen auf dem Gebiet der Optogenetik und zu lichtgesteuerten Ionenkanälen, wie das Karolinska-Institut in Stockholm mitteilte.
„Die Optogenetik bietet Möglichkeiten, das Gehirn auf eine Weise zu kartieren, von der wir früher nur träumen konnten“, sagte der Vorsitzende des Nobelkomitees, Per Svenningsson. Hegemann (71) forscht an der Humboldt-Universität zu Berlin, Nagel (73) an der Universität Würzburg, Deisseroth (54) an der Stanford University in Kalifornien.
Die drei Preisträger erhalten jeweils ein Drittel des Preisgelds von insgesamt zwölf Millionen schwedischen Kronen – umgerechnet rund eine Million Euro. Der Sekretär der Nobelversammlung am Karolinska-Institut, Thomas Perlmann, sagte, er habe alle drei Forscher kurz vor der Bekanntgabe telefonisch erreicht. Deisseroth sei zunächst sehr müde gewesen, dann aber schnell hellwach geworden. Alle drei hätten sehr überrascht reagiert und von einer großen Ehre gesprochen.
Die beiden deutschen Preisträger hielten sich zunächst aus der Öffentlichkeit fern. Deisseroth schilderte dagegen den Moment des Anrufs im Gespräch mit der Deutschen Presse-Agentur genauer: „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.“
Gratulationen aus dem Schloss Bellevue
Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier gratulierte Hegemann und Nagel zur Auszeichnung. Er habe die Nachricht von der Preisverleihung mit „großer Freude“ aufgenommen, teilte das Bundespräsidialamt mit. Ihre Forschungen vermehrten wichtiges Wissen der Menschheit und zeigten zugleich, dass Wissenschaft und Forschung in Deutschland auf einer starken Basis stünden, erklärte Steinmeier.
Wie Nervenzellen Gefühle prägen
Optogenetik ist eine Methode, mit der sich Zellen – meist Neuronen – mithilfe von Licht gezielt an- oder abschalten lassen. Sie verbindet genetische und optische Verfahren, um die Aktivität einzelner Zellen in lebendem Gewebe präzise zu steuern.
Nach Angaben der Nobelversammlung lässt sich damit nachvollziehen, wie Nervenzellen im lebenden Gehirn Erinnerungen, Gefühle und Verhaltensweisen prägen. Die Arbeiten der Preisträger hätten damit den Grundstein für eine neue Ära in den Neurowissenschaften gelegt.
Auch für die Medizin ist das Verfahren interessant. Einige der so gewonnenen Erkenntnisse stehen bereits an der Schwelle zur therapeutischen Nutzung. Bei der Behandlung der Netzhauterkrankung Retinitis pigmentosa laufen schon klinische Studien, allerdings noch in einem frühen Stadium.
Mit einem Protein lassen sich Gehirnzellen aktivieren
Hegemann fiel schon Anfang der 1990er Jahre auf, wie schnell die einzellige Alge Chlamydomonas auf Licht reagiert. Gemeinsam mit Nagel entdeckte er Anfang der 2000er Jahre in der Alge das Protein Kanalrhodopsin (Channelrhodopsin). Hegemann arbeitete damals am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried, Nagel am Max-Planck-Institut für Biophysik in Frankfurt.
Das Protein macht Zellen lichtempfindlich. Trifft blaues Licht auf den Ionenkanal, öffnet er sich und löst elektrische Impulse aus.
Hegemann sagte nach der Bekanntgabe dem „Tagesspiegel“, die frühen Arbeiten an Grünalgen habe zunächst kaum jemand ernst genommen: „Was wir anfangs an Grünalgen herumgeforscht haben, das hat keinen Menschen interessiert.“
Deisseroth griff die Idee auf und schleuste das Gen für dieses Protein zunächst in Nervenzellen von Ratten ein. So konnte er diese Zellen mit Licht aktivieren. 2007, als sich der Begriff Optogenetik bereits etabliert hatte, gelang ihm das auch im Gehirn lebender Mäuse.
Damit ließ sich nicht nur die Aktivität einzelner Nervenzellen untersuchen. Deisseroth konnte auch zeigen, dass sich über die gezielte Aktivierung von Neuronen Verhalten und Emotionen von Mäusen beeinflussen lassen – etwa indem Tiere aufwachen oder durch das Reaktivieren bestimmter Erinnerungen Angst empfinden.
Wie Deisseroth dem „Spiegel“ sagte, identifizierte ein Forschungsteam mit der Methode zudem eine Zellgruppe, deren optogenetische Stimulierung aggressive Attacken gegen Artgenossen auslösen kann. Schon die Aktivität weniger Nervenzellen könne demnach genügen, damit ein zuvor friedliches Tier plötzlich ein anderes angreift.
Therapie für die Netzhauterkrankung Retinitis pigmentosa
Ein wichtiges Einsatzfeld ist die Behandlung der Netzhauterkrankung Retinitis pigmentosa. Bei dieser Erkrankung gehen durch verschiedene genetische Veränderungen die Lichtrezeptoren der Netzhaut zugrunde.
Bei einem Patienten, der dadurch seit Jahrzehnten blind gewesen war, konnten Forschende mithilfe einer optogenetischen Therapie ein rudimentäres Sehvermögen ermöglichen. Die Studie galt als Machbarkeitsnachweis. In das stärker betroffene Auge des damals 58-Jährigen wurde einmalig ein Virus eingebracht, das den Bauplan für das Kanalrhodopsin ChrimsonR trug.
Der dadurch in bestimmten Netzhautzellen gebildete Ionenkanal ermöglichte es den Zellen, einfallendes Licht in elektrische Signale umzuwandeln und an das Sehzentrum im Gehirn weiterzuleiten. Nach der Behandlung konnte der Patient mit einer Spezialbrille im Labor Gegenstände erkennen und greifen. Im Alltag nahm er unter anderem ein Telefon, eine Tür und einen Zebrastreifen wahr.
Verbesserung von Cochlea-Implantaten
Auch zur Verbesserung von Cochlea-Implantaten wird Optogenetik erforscht. Bislang wird dabei der Hörnerv über elektrische Impulse stimuliert. Nach Angaben des Nobelkomitees könnte sich diese Stimulation durch optogenetische Verfahren deutlich präziser steuern lassen.
Der Göttinger Hörforscher Tobias Moser sagte, man hoffe noch in dieser Dekade oder zu Beginn der nächsten auf den Start klinischer Studien. Versuche an Nagertieren und Primaten hätten bereits gezeigt, dass die Kombination aus Gentherapie und Cochlea-Implantat grundsätzlich funktionieren könne.
Nach Angaben der Leopoldina wird Optogenetik weltweit außerdem genutzt, um Krankheiten wie Depressionen, Angststörungen und Parkinson zu erforschen.
Nobelpreis-Tradition mit deutscher Geschichte
Vor 125 Jahren war mit Emil von Behring auch der erste Medizin-Nobelpreisträger ein Deutscher. Zuletzt war 2013 mit Thomas Südhof ein deutscher Forscher in dieser Kategorie ausgezeichnet worden. Christiane Nüsslein-Volhard erhielt den Preis 1995 als erste und bislang einzige deutsche Frau in diesem Fach.
Auftakt der Nobelwoche
Mit dem Medizinpreis hat der diesjährige Nobelpreis-Reigen begonnen. Am Dienstag und Mittwoch werden die Preisträger in den Fächern Physik und Chemie bekanntgegeben. Danach folgen Literatur und Frieden. Den Abschluss bildet am kommenden Montag der von der schwedischen Zentralbank gestiftete Preis für Wirtschaftswissenschaften.
Preisverleihung am 10. Dezember
Die feierliche Übergabe aller Auszeichnungen findet traditionell am 10. Dezember statt, dem Todestag von Alfred Nobel.
Quelle: dpa/bearbeitet durch Julian Weber
