Hjärnfondenforskaren berättar: Så använder jag optogenetik

Vilka nervceller får oss att känna hunger, obehag eller belöning? Att se vilka celler som är aktiva ger en del av svaret. Men för att förstå vilken roll de faktiskt spelar behöver forskarna också kunna påverka deras aktivitet.

Det är här optogenetiken kommer in. Metoden innebär att utvalda nervceller förändras genetiskt så att de bildar ljuskänsliga proteiner. Med ljus kan forskarna sedan aktivera eller hämma cellerna och studera vad som händer.

Upptäckterna som gjorde detta möjligt belönades med 2026 års Nobelpris i fysiologi eller medicin. Priset tilldelas Karl Deisseroth, Peter Hegemann och Georg Nagel.

– Tidigare kunde forskare exempelvis se att vissa nervceller var aktiva vid hunger, men inte avgöra om cellerna drev hungern eller bara aktiverades samtidigt. Genom att slå på eller hämma cellerna med ljus och sedan studera effekten kan vi undersöka vad deras aktivitet faktiskt orsakar, säger David Engblom, professor i neurobiologi vid Linköpings universitet.

Metoden gör det alltså möjligt att skilja mellan sådant som händer samtidigt och sådant som har ett orsakssamband. Forskarna kan undersöka hur en viss grupp nervceller påverkar exempelvis beteenden, tankeprocesser och kroppsliga reaktioner.

– En viktig styrka är att metoden kan riktas mot mycket specifika grupper av nervceller, till exempel celler av en viss typ i ett bestämt område av hjärnan.

– Vi använder optogenetik tillsammans med andra genetiska metoder för att undersöka hur inflammation förändrar hjärnans signalering och beteendet. Genom att hämma utvalda grupper av nervceller kan vi testa om vissa symtom som utlöses av inflammation minskar eller försvinner.

Forskarna kan också göra det omvända: aktivera samma celler och undersöka om symtomen uppstår även utan inflammation.

– Våra resultat hittills tyder på att inflammation dämpar aktiviteten i hjärnans belöningssystem, bland annat genom signalämnen som kallas prostaglandiner, och att detta bidrar till nedstämdheten.

Den del av vår forskning som handlar om inflammatoriska signalämnen ligger närmast en möjlig användning i vården, eftersom det redan finns läkemedel som påverkar de aktuella molekylerna.

Samtidigt återstår det att avgöra om resultaten kan överföras till människor och om behandlingarna är effektiva vid depression. David Engbloms forskargrupp arbetar med att identifiera mekanismerna bakom hur inflammation påverkar hjärnan. Den kunskapen kan ligga till grund för andra forskares arbete med att utveckla och pröva behandlingar.

Kunskapen om nervcellskretsarna, där optogenetiken spelar störst roll, ligger sannolikt längre från direkt användning i vården. För att metoden ska kunna användas i människans hjärna behövs säkra och effektiva sätt att få cellerna att bilda ljuskänsliga kanaler.

– Om vi lyckas med detta finns det en otrolig potential, eftersom vi nu vet så mycket om hjärnans kretsar, säger David Engblom.