Der Nobelpreis für Medizin 2026 wurde Anfang Oktober von der Nobel-Versammlung am Karolinska-Institut verliehen an die beiden deutschen Forscher Peter Hegemann und Georg Nagel sowie an den US-Amerikaner Karl Deisseroth „für ihre Entdeckungen im Bereich lichtgesteuerter Ionenkanäle und der Optogenetik“. Was hat es damit auf sich und was kann das für blinde Menschen bedeuten?
Der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin 2026 wird für die Optogenetik verliehen – eine Methode, mit der sich zeigen lässt, wie Nervenzellen im lebenden Gehirn Erinnerungen, Gefühle und Verhaltensweisen formen. Peter Hegemann (Humboldt Universität Berlin) und Georg Nagel (Universität Würzburg) entdeckten in einer einzelligen Alge ein bemerkenswertes Protein, das Channelrhodopsin. Karl Deisseroth (The Howard Hughes Medical Institute and Stanford University, USA) verwandelte das Protein in einen lichtgesteuerten Schalter für Nervenzellen. Die Preisträger haben laut Nobel-Komitee (Stockholm, Schweden) den Grundstein für eine neue Ära in den Neurowissenschaften gelegt.
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Wie das Gehirn Gefühle, Verhaltensweisen und Körperfunktionen steuert, war lange Zeit ein Rätsel. Im 20. Jahrhundert begannen Forscher zu untersuchen, welche Bereiche des Gehirns welche Funktionen beeinflussen, doch aufgrund der verwendeten Methoden konnten sie keine kausalen Zusammenhänge nachweisen. Das Bild, das sie vom Gehirn entwarfen, glich einer Skizze, voller Fragezeichen und Unbekannten. Das könnte sich nun ändern. „Die Optogenetik bietet Möglichkeiten, das Gehirn auf eine Weise zu kartieren, von der wir früher nur träumen konnten“, sagt Per Svenningsson, Vorsitzender des Nobel-Komitees für Physiologie oder Medizin.
Algen und Lichtquellen
Alles begann mit Peter Hegemanns Neugier. Er fragte sich, wie Chlamydomonas, eine einzellige Alge, in der Lage ist, auf eine Lichtquelle zuzuschwimmen. Anfang der 2000-er Jahre entdeckten er und Georg Nagel das Channelrhodopsin, ein Algenprotein mit einzigartigen Eigenschaften, das sich auf der Zell-Oberfläche befindet. Wenn es mit blauem Licht bestrahlt wird, öffnet sich ein Kanal durch das Protein. Geladene Ionen strömen dann in die Zelle und erzeugen einen elektrischen Impuls. Sie stellten fest, dass die Zellen, in die sie das Protein einbrachten, unabhängig davon, um welche Zellen es sich handelte, licht-empfindlich wurden.
Karl Deisseroth führte das Gen für Kanal-Rhodopsin in Nervenzellen von Ratten ein. Durch Bestrahlung der Zellen mit blauem Licht gelang es ihm, ein Nervensignal auszulösen. Diesen Durchbruch veröffentlichte er im Jahr 2005. Zwei Jahre später gelang es ihm, diesen lichtgesteuerten Schalter für Nervenzellen im Gehirn lebender Mäuse zum Funktionieren zu bringen.
Diese Methode zur Steuerung von Nervensignalen mit Licht wird heute als Optogenetik bezeichnet und hat weltweit rasch an Bedeutung gewonnen. Mithilfe der Optogenetik konnten Forscher neuronale Schaltkreise aufdecken, die bestimmte Erinnerungen, Gefühle und Verhaltensweisen steuern, die für neurologische und psychiatrische Erkrankungen relevant sind. In der klinischen Medizin nutzen Forscher die Methode, um das Sehvermögen von Menschen mit Sehbehinderungen wieder herzustellen.
Die mit dem Preis ausgezeichneten Entdeckungen wurden am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried, und am Max-Planck-Institut für Biophysik in Frankfurt am Main gemacht. Die Preissumme beträgt 12 Millionen schwedische Kronen (rund eine Million Euro), die zu gleichen Teilen unter den Preisträgern aufgeteilt werden.
Das sind die Preisträger im Detail:
Karl Deisseroth, geboren 1971. Promotion 1998 und Approbation als Arzt 2000 an der Stanford University, USA. D.H. Chen-Professor, Professor für Bioingenieurwesen sowie für Psychiatrie und Verhaltenswissenschaften am Howard Hughes Medical Institute und an der Stanford University, USA.
Peter Hegemann, geboren 1954. Promotion 1984 am Max-Planck-Institut für Biochemie, Martinsried, Deutschland. Hertie-Seniorprofessor für Neurowissenschaften an der Humboldt-Universität zu Berlin, Deutschland.
Georg Nagel, geboren 1953. Promotion 1988 an der Universität Frankfurt am Main, Deutschland. Professor für Molekulare Pflanzenphysiologie am Lehrstuhl für Molekulare Pflanzenphysiologie und Biophysik – Botanik I, Universität Würzburg, Deutschland
Welche Bedeutung hat die Optogenetik für die Augenheilkunde?
Der Nobelpreis für Medizin 2026 geht an die beiden deutschen Forscher Peter Hegemann und Georg Nagel sowie an den US-Amerikaner Karl Deisseroth für ihre Arbeiten auf dem Gebiet der Optogenetik. Der DBSV (Deutscher Blinden- und Sehbehinderten-Verband, Berlin) hat Prof. Frank Holz, Direktor der Universitäts-Augenklinik Bonn, um eine Einordnung gebeten, welche Bedeutung die Optogenetik für die Augenheilkunde hat.
„Für das Sehen werden licht-empfindliche Sehzellen in der äußeren Netzhaut benötigt, die Photo-Rezeptoren. Bislang ist es nicht möglich, diese wiederherzustellen, wenn sie einmal zugrunde gegangen sind. Die Optogenetik geht einen neuen Weg und gilt für die Wiederherstellung des Sehvermögens bei Patienten mit Sehbeeinträchtigung und Erblindung als sehr vielversprechend, denn sie macht verbliebene Netzhautzellen in der inneren Netzhaut lichtempfindlich. Dieses Therapieprinzip – Zellen, die licht-unempfindlich sind, werden licht-empfindlich gemacht – könnte die Augenheilkunde revolutionieren, denn so wird erstmals eine Wiederherstellung von Sehfunktion bei Erblindung denkbar.
Am weitesten fortgeschritten ist die Forschung bei der Netzhaut-Erkrankung Retinitis Pigmentosa (RP), da konnte erstmals eine Studie der Phase 2b/3 den potenziellen klinischen Nutzen der Optogenetik aufzeigen. Weitere Studien zu anderen Netzhaut-Erkrankungen sind noch in früheren Phasen befindlich. Untersucht werden u.a. der Morbus Stargardt und perspektivisch auch die sogenannte geografische Atrophie, das trockene Spätstadium der häufigen Augenerkrankung Altersabhängige Makula-Degeneration (AMD).
Trotz ermutigender erster Ergebnisse steht die Optogenetik in der Augenheilkunde noch vor wichtigen Herausforderungen. Die eingesetzten licht-empfindlichen Proteine stammen ursprünglich aus Algen und Mikroorganismen. Sie reagieren deutlich weniger empfindlich auf Licht als die natürlichen Photo-Rezeptoren des Auges. Frühe Ansätze benötigten deshalb sehr helles Licht oder spezielle Brillen, die das Umgebungslicht verstärken und in eine geeignete Wellenlänge übersetzen. Neuere, gentechnisch optimierte Varianten arbeiten bereits bei normalem Tageslicht. Bei Dämmerung oder in Innenräumen stoßen sie jedoch an Grenzen. Gleichzeitig muss sichergestellt sein, dass die benötigte Licht-Intensität die Netzhaut nicht langfristig schädigt.
Weiterhin ist anzumerken, dass optogenetische Therapien das Sehvermögen nicht so wiederherstellen können, wie ein Sehgesunder es sieht. Realistisches Ziel ist ein funktionell nutzbares Restsehen: Hell und Dunkel unterscheiden, Objekte und Türen erkennen, sich im Raum orientieren. Auflösung, Kontrast und Reaktions-Geschwindigkeit sind begrenzt, Farbsehen ist bislang nicht möglich. Für Menschen, die praktisch erblindet sind, kann das oben beschriebene Restsehen dennoch einen erheblichen Zugewinn an Selbstständigkeit bedeuten.
Die Optogenetik setzt voraus, dass die inneren Schichten der Netzhaut und der Sehnerv noch funktionsfähig sind, denn sie übernehmen die Weiterleitung des Signals an das Gehirn. Nach dem Verlust der Photo-Rezeptoren baut sich die Netzhaut jedoch zunehmend um und verliert auch diese Zellen. Der Therapie-Erfolg hängt deshalb auch davon ab, den richtigen Zeitpunkt zu finden: spät genug, dass das natürliche Sehen weitgehend erloschen ist, aber früh genug, dass das verbliebene Netzwerk noch genutzt werden kann.”
