O biólogo Cleiton Lopes Aguiar comemorou quando viu o resultado do Prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia 2026, anunciado na segunda-feira, 5. “Estou na linhagem do prêmio”, brinca o brasileiro, que realiza no Brasil experimentos com a mesma técnica que levou os cientistas Karl Deisseroth, Peter Hegemann e Georg Nagel a receberem o reconhecimento da Academia Sueca.
Em 2013, Aguiar fez parte de seu doutorado no Instituto Karolinska, na Suécia, a universidade médica responsável pela escolha dos laureados do Nobel de Medicina. Foi lá que começou a trabalhar com optogenética, técnica revolucionária que combina luz e genética para “ligar e desligar” neurônios específicos em tempo real.
Na instituição, Aguiar aprendeu o método com pesquisadores ligados ao psiquiatra Deisseroth, um dos vencedores da premiação.
“A optogenética é uma técnica científica utilizada para responder perguntas biológicas de grande interesse sobre o cérebro“, resume o coordenador do Laboratório de Investigação em Neurofisiologia e Cronobiologia da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo (FFCLRP-USP).
Aguiar foi um dos primeiros pesquisadores a trazer a técnica para o Brasil, em 2014. Na época, era bolsista da FAPESP em um programa que previa uma etapa do doutorado no exterior, seguida do retorno ao país para aplicar e disseminar os conhecimentos adquiridos durante a formação.
Continua após a publicidade
Atualmente, o biólogo e seus colegas de laboratório empregam a optogenética para investigar qual é o papel do sono na consolidação de memórias e como a exposição à luz do smartphone no período noturno poderia afetar esse processo.
“A ciência já sabe que a poluição luminosa noturna afeta a saúde e gera uma série de alterações de sono que acabam até nos deixando mais vulneráveis a transtornos psiquiátricos, mas agora estamos usando essa técnica para entender quais circuitos do cérebro estão envolvidos nisso”, explica.
Como funciona a optogenética
A optogenética combina estimulação por luz e modificação genética para estudar o funcionamento do cérebro.
Continua após a publicidade
Na prática, o que os pesquisadores fazem é estimular neurônios específicos a responderem à luz. Assim, fica mais fácil visualizar como eles participam de diferentes processos cerebrais.
Os neurônios são as células principais do sistema nervoso, responsáveis por receber, processar e transmitir sinais elétricos e químicos pelo corpo. Eles formam uma rede de comunicação veloz que comanda tudo o que o corpo faz, desde os batimentos cardíacos até os pensamentos e movimentos.
“Em condições normais, os neurônios não respondem à luz, com exceção de algumas células específicas da retina, justamente relacionadas à visão”, contextualiza Rafael Naime Ruggiero, professor do Departamento de Psicobiologia da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), que também trabalha com a técnica.
Continua após a publicidade
Para fazer com que neurônios passem a responder à luz, uma das etapas da optogenética envolve modificá-los geneticamente.
Nos experimentos, os pesquisadores injetam no cérebro dos camundongos um vírus modificado que transporta um gene responsável por produzir uma proteína de alga sensível à luz.
Esse vírus, explica Ruggiero, é semelhante ao que causa a gripe, mas não se multiplica nem causa sintomas. Ao infectar os neurônios, o que ele faz é transferir a essas células a capacidade de responder à luz.
Continua após a publicidade
“É por isso que a optogenética é considerada revolucionária, porque ela permite fazer com que neurônios específicos respondam à estimulação luminosa, o que significa que podemos tanto excitar esses neurônios quanto inibi-los”, diz.
Ruggiero cita como exemplo um resultado observado em seu doutorado: em modelos animais com Parkinson, a técnica permitiu melhorar o déficit cognitivo dos camundongos ao “desligar” circuitos cerebrais específicos.
“O potencial mais direto desses experimentos é elucidar os circuitos cerebrais que estão por trás das grandes doenças neurológicas, como depressão, esquizofrenia, Alzheimer, Parkinson e epilepsia”, avalia o pesquisador, que também é orientador do Programa de Pós-Graduação em Neurologia e Neurociências da FMRP-USP.
Continua após a publicidade
Aplicações
Entender com mais detalhes os mecanismos por trás dessas condições pode ajudar no desenvolvimento de tratamentos mais eficazes. As aplicações práticas da linha de pesquisa desbravada pelos vencedores do Nobel de Medicina, porém, ainda são limitadas.
E o motivo não é financeiro, segundo Aguiar. “Um dos grandes méritos do Karl Deisseroth é que ele não patenteou a técnica, então a optogenética não é uma técnica cara. É possível, por exemplo, comprar os vetores virais de interesse por 300 dólares, que te permite fazer experimentos com cerca de 100 animais”, diz.
O principal desafio, apontam os pesquisadores, é garantir que o gene e a luz serão levados até as células de forma segura.
“Ainda não estão claras as consequências de fazer modificações genéticas nos neurônios para que eles respondam à luz. Não sabemos se isso poderia trazer algum prejuízo a longo prazo, como algum dano neuronal ou mutação”, pondera Ruggiero.
Os primeiros estudos em humanos buscam restaurar parte da visão em pacientes com doenças degenerativas da retina, e há pesquisas em andamento para implantes auditivos baseados em luz.
Ruggiero diz que, com base nos testes em animais, a optogenética também poderia causar menos efeitos colaterais no tratamento do Parkinson, por exemplo. Isso porque os medicamentos utilizados para tratar a condição atingem diferentes partes do cérebro, enquanto a técnica foca em neurônios específicos.
“O que a gente sabe é que, em roedores, parece não haver muitos efeitos colaterais, mas transpor isso para humanos exige tempo e muitos testes”, acrescenta.
Vitória da ciência básica: ‘Todo tipo de ciência precisa ser comentada’
Para a farmacêutica Alline Cristina de Campos, coordenadora do Laboratório de Farmacologia da Neuroplasticidade da FMRP-USP, o reconhecimento da Academia Sueca à optogenética reforça a importância da ciência básica, que se refere às pesquisas dedicadas a compreender como fenômenos e mecanismos funcionam, sem necessariamente buscar uma aplicação prática ou um produto imediato.
É esse conhecimento fundamental que, mais adiante, pode abrir caminho para novas aplicações e tratamentos, diz ela.
“Alguém poderia ter questionado o Peter Hegemann e Georg Nagel sobre o ‘para quê’ eles iriam se dedicar a estudar uma alga. Alguém poderia achar que o tema era desnecessário. E olha só onde a curiosidade sobre uma alga nos levou”, avalia.
A alga a que a cientista se refere é a Chlamydomonas, famosa por sua capacidade de nadar rapidamente em direção à luz. Hegemann e Nagel descobriram que o motivo por trás da velocidade de reação desse organismo unicelular é uma proteína presente em sua superfície.
Ao serem ativadas pela luz, essas proteínas permitem a passagem de íons pela membrana e desencadeiam sinais que orientam o movimento do organismo.
A descoberta chamou a atenção do psiquiatra Karl Deisseroth, que percebeu que a proteína poderia funcionar como uma espécie de interruptor para controlar a atividade dos neurônios. Em 2004, ele entrou em contato com Georg Nagel e pediu um clone do gene da proteína.
O material foi enviado da Alemanha para Stanford, onde Deisseroth e sua equipe introduziram o gene em neurônios de ratos cultivados em laboratório. No ano seguinte, demonstraram que era possível ativar essas células com luz. E o resto é história digna de Prêmio Nobel, diz Campos.
“Se o Deisseroth não tivesse perguntado se podia usar a descoberta que o Hegemann e o Nagel tinham acabado de fazer sobre as algas, não existiria optogenética. Então, todo tipo de ciência precisa ser comentada, não só aquela ciência que diz que vai dar resultado, porque na verdade, a ciência dá resultado quando é feita com seriedade, com perguntas corretas e, principalmente, com investimento para que ela possa se desenvolver”, avalia.
Aguiar concorda: “Talvez a optogenética seja mais importante para fornecer insights para novos tratamentos para humanos e não necessariamente ser usada em humanos, e não tem nada de errado nisso”.
Para o biólogo, os principais gargalos para ampliar o uso da técnica no Brasil são a formação de recursos humanos especializados e a falta de financiamento contínuo.
“A técnica em si não é cara. O que é caro é manter os recursos humanos”, afirma. “A pesquisa não pode viver de altos e baixos no financiamento, com períodos de investimento intercalados por momentos em que as universidades sequer conseguem pagar a conta de energia elétrica. Precisamos investir nos bolsistas de pós-graduação, nos pós-doutorandos e nos novos doutores que estão sendo formados no Brasil.”