Georg Nagel, o biofísico que achava cedo demais para um Nobel da Medicina

Quando recebeu a chamada de Estocolmo, Georg Nagel estava sentado num terraço nas colinas entre Nápoles e Roma, com oliveiras aos seus pés e um limoeiro ao lado. Não acreditou. Todos os outonos, alguns amigos faziam questão de acompanhar os anúncios dos Nobel, e ele dizia-lhes sempre para manterem a calma. Tanto quanto sabia, apenas um doente tinha beneficiado da optogenética, a técnica que as suas experiências tornaram possível. Os medicamentos contra a malária e a imunoterapia contra o cancro tinham ajudado multidões. Um interruptor de luz para as células cerebrais, pensava, ainda era demasiado recente para receber um prémio de medicina.

A Assembleia Nobel discordou. Nagel, biofísico na Universidade de Würzburg, partilha o Prémio Nobel da Fisiologia ou Medicina com Peter Hegemann e Karl Deisseroth, pelas descobertas relacionadas com canais iónicos ativados pela luz e com a optogenética. O contributo de Nagel para esta história foi a prova. Hegemann defendia havia muito que uma proteína na mancha ocular da alga verde Chlamydomonas captava a luz e, ao mesmo tempo, abria um poro para a passagem de partículas carregadas, uma afirmação de que muitos colegas duvidavam. Nagel, no Instituto Max Planck de Biofísica, em Frankfurt, introduziu os genes candidatos em ovócitos de rã e mediu o que acontecia quando a luz se acendia. Ao princípio, o trabalho avançou com dificuldade. Depois, como conta, uma série de soluções preparadas incorretamente e com um pH baixo produziu um sinal nítido, e ele conseguiu perceber o que estava a observar. Foi um acidente apropriado: a primeira das duas proteínas revelou-se um canal de protões.

A persistência tinha raízes mais antigas. Nagel nasceu a 24 de agosto de 1953, em Weingarten, na Alta Suábia, e era o mais velho de cinco filhos. A partir dos cinco anos, esteve gravemente doente. Enquanto os irmãos iam esquiar para a vizinha Áustria, construía um motor a vapor e rádios com os kits de ciência que os pais lhe ofereciam em cada Natal e passava muitas férias de verão a ser operado no hospital universitário de Würzburg, a cidade onde viria a lecionar durante duas décadas. Estudou Biologia e Biofísica na Universidade de Konstanz, onde Ernst Bamberg, o seu primeiro professor de Biofísica, se tornou seu mentor e onde, ainda estudante, ajudou a fundar um café. Depois de concluir o curso, deu aulas numa escola secundária privada na Suíça. Outra operação em Würzburg conseguiu finalmente travar a inflamação dos ossos; começou a praticar asa-delta e continuou a dar aulas até Bamberg o convidar para Frankfurt. Aceitou o convite e concluiu o doutoramento na Universidade Goethe, em 1988, com uma investigação realizada no Instituto Max Planck.

Seguiram-se cinco anos de pós-doutoramento nos Estados Unidos, em Yale e na Universidade Rockefeller. Em Nova Iorque, conheceu Anna Maria Musti, uma bióloga molecular de Nápoles que era professora visitante na Universidade Columbia; ela ajudou-o a alargar a sua abordagem biofísica à ciência. Casaram-se na Dinamarca, em 1996, e têm uma filha. De regresso a Frankfurt, como chefe de um grupo de investigação no Instituto Max Planck, Nagel e Bamberg demonstraram, em 1995, que a bacteriorrodopsina, uma bomba acionada pela luz proveniente de um micróbio, funcionava quando era expressa em ovócitos de rã, tornando as células animais sensíveis à luz. O ovócito de rã tornou-se a plataforma de ensaio para tudo o que se seguiu.

Em 2002, Nagel, Hegemann, Bamberg e os seus colegas descreveram a channelrodopsina-1 na revista Science como um canal de protões ativado pela luz; Musti está entre os coautores. Em 2003, num artigo publicado nos Proceedings of the National Academy of Sciences, a equipa de Nagel mostrou que a channelrodopsina-2 se abria diretamente em resposta à luz e deixava passar iões positivos, além de funcionar em células renais humanas, que se despolarizavam sob luz azul. Deisseroth escreveu a Nagel a pedir-lhe o gene, e o seu grupo em Stanford utilizou-o, em 2005, para fazer disparar neurónios cultivados por ordem, num artigo de que Nagel e Bamberg foram coautores. No mesmo ano, em colaboração com Alexander Gottschalk, Nagel publicou uma das primeiras utilizações da channelrodopsina para controlar o comportamento de um animal intacto, o verme Caenorhabditis elegans, recorrendo a um mutante que tinha concebido para reforçar a corrente.

Em 2004, mudou-se para Würzburg como professor de fisiologia molecular das plantas no Julius von Sachs Institute, uma base inesperada a partir da qual passou duas décadas a alargar uma ferramenta da neurociência. Com Shiqiang Gao, o seu grupo criou enzimas controladas pela luz para as moléculas de sinalização cAMP e cGMP, entre elas a CyclOp, descrita em 2015. Também voltou a aplicar o método às plantas, que precisam de luz para viver e não possuem a retinal necessária às rodopsinas. Num estudo publicado na Nature Plants em 2021, com Nagel como autor sénior, um canal ativado pela luz, retirado de uma alga, foi utilizado para controlar o crescimento de plantas de tabaco. Em 2019, mudou-se para o Instituto de Fisiologia e, a partir de 2021, continuou ali como professor sénior.

O prémio também traça uma linha no meio de uma sala cheia. As regras do Nobel permitem, no máximo, três laureados, e a lista deixa de fora Bamberg, mentor de Nagel, mais tarde diretor do instituto de Frankfurt e coautor dos artigos sobre channelrodopsina, bem como Edward Boyden, primeiro autor do artigo de 2005 sobre neurónios, e Gero Miesenböck, que já tinha conseguido fazer os neurónios responder à luz, recorrendo a um sistema diferente. Os seis receberam em conjunto o Brain Prize em 2013. Nagel fala com franqueza sobre onde residia o risco. Deisseroth escreveu em artigos de revisão que introduzir a channelrodopsina nos neurónios era um projeto muito arriscado; na sua primeira entrevista após o anúncio, Nagel disse ter ficado um pouco surpreendido com essa afirmação, uma vez que a proteína se expressava tão bem em células renais. Na mesma frase, classificou como absolutamente importante o trabalho de Deisseroth na divulgação e explicação da ferramenta. A afirmação médica exige o mesmo cuidado. O caso humano mais bem documentado é o de um homem que ficou cego devido a retinite pigmentosa e recuperou uma visão limitada após terapia genética com uma channelrodopsina de algas, num caso relatado em 2021; os ensaios continuam e a optogenética permanece, acima de tudo, um método de investigação.

Estocolmo chegou no final de uma longa série de prémios: os prémios Wiley e Karl Heinz Beckurts, em 2010, ambos partilhados com Hegemann e Bamberg; o Prémio Louis-Jeantet de Medicina, em 2013; o Prémio Rumford, em 2019; e o Prémio Shaw de Ciências da Vida e Medicina, em 2020, partilhado com Hegemann e Miesenböck. A sua reforma oficial aconteceu no final de junho de 2026; ele e Musti passam os meses frios perto de Nápoles, onde a temperatura média é dez graus superior à de Würzburg, diz, e não há nevoeiro. O seu nome continuava a figurar em novos artigos, incluindo um estudo de 2025 que utilizou uma channelrodopsina condutora de cálcio em plaquetas sanguíneas. O anúncio, a 5 de outubro de 2026, fez dele o décimo quinto laureado com o Nobel da Universidade de Würzburg.

Receberá a medalha em Estocolmo a 10 de dezembro. A proteína que primeiro conseguiu fazer funcionar num ovócito de rã abre-se agora ao sinal em laboratórios de todo o mundo. A questão que, na sua opinião, justificava que o prémio tivesse esperado é saber se chegará a um segundo doente e, depois, a um terceiro.

Etiquetas: Georg Nagel, Karl Deisseroth, Nobel Prize, optogenética, Peter Hegemann, channelrhodopsin, biofísicos

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