Peter Hegemann, o biofísico que aconselha os jovens a esquecer a optogenética

Se perguntarem a Peter Hegemann como poderiam os jovens investigadores aperfeiçoar a optogenética, ele dá a todos os jornalistas a mesma resposta: não devem fazê-lo. Devem dedicar-se a algo novo. É uma resposta inesperada por parte de um homem a quem a Assembleia Nobel acaba de atribuir o mérito de ter dado início a tudo, mas Hegemann habituou-se a abandonar áreas de investigação antes de estas se consolidarem à sua volta. Numa conferência de imprensa na Universidade Humboldt de Berlim, enumerou os desvios do seu percurso: químico, depois bioquímico, uma década dedicada à fisiologia vegetal e, por fim, professor de bioquímica e biofísica. «E agora sou neurocientista», disse, «embora nunca tenha feito uma experiência de neurociências na vida.»

O prémio, partilhado com Georg Nagel, da Universidade de Würzburg, e Karl Deisseroth, da Universidade de Stanford, distingue descobertas relacionadas com canais iónicos ativados pela luz e com a optogenética. O relato do próprio comité começa por ele. «Tudo começou com a curiosidade de Peter Hegemann», lê-se no comunicado de imprensa: queria saber como é que a Chlamydomonas, uma alga verde unicelular, consegue nadar em direção a uma fonte de luz. A resposta foi a canalrodopsina, uma proteína que capta a luz e abre, num único passo, um poro na membrana celular. Quando introduzida numa célula nervosa, permite aos investigadores ativá-la com luz azul. Hegemann ainda se lembra do primeiro comentário da revista Science sobre a descoberta: «Um canal iónico vindo da lama de um lago.» Acrescenta que a comunidade que estuda a Chlamydomonas não achou graça nenhuma.

Pouco na sua formação fazia prever este percurso. Hegemann nasceu em Münster, a 11 de dezembro de 1954, e cresceu em Aachen, numa família de médicos. Num liceu de orientação humanista, passou anos a traduzir relatos que recorda como enfadonhos sobre guerras romanas e gregas; só gostava das ciências, da arte e da música. Tocava flauta na orquestra da escola, conduzia motas e descreve as notas que teve na escola e na universidade como absolutamente medianas. Estudou Química em Münster e, depois, em Munique, onde se voltou para a bioquímica.

A decisão que moldou a sua carreira foi tomada no Instituto Max Planck de Bioquímica, em Martinsried, onde concluiu o doutoramento, em 1984, no grupo de Dieter Oesterhelt, trabalhando sobre a halorrodopsina, uma bomba de cloreto acionada pela luz, proveniente de um micróbio adaptado a ambientes salinos. Oesterhelt, recorda Hegemann, apresentou-lhe duas opções: ficar com ele o tempo que quisesse, até à reforma, ou seguir o seu próprio caminho e partir ao fim de cinco anos. Hegemann escolheu a segunda. Um artigo de Kenneth Foster sugerira que o sensor de luz da alga era uma rodopsina, a família de moléculas que também atua nos olhos dos animais. Hegemann passou um ano de pós-doutoramento no laboratório de Foster, na Universidade de Syracuse, antes de regressar a Martinsried para liderar o seu próprio grupo.

Foi ali, no início da década de 1990, que encontrou o enigma que o ocuparia durante dez anos. Usando elétrodos minúsculos na mancha ocular da alga, registou um impulso elétrico meio milissegundo depois de a luz incidir, mais de vinte vezes mais depressa do que a cadeia de etapas químicas que transforma a luz num sinal no olho humano. Hegemann concluiu que uma única proteína teria de captar a luz e funcionar como canal iónico. Os colegas mostraram-se céticos, e a proteína desintegrava-se sempre que a equipa tentava isolá-la. Em 1993, mudou-se para a Universidade de Regensburg como professor de bioquímica. Por volta da viragem do milénio, o seu grupo identificou dois candidatos nas sequências genéticas da Chlamydomonas publicadas por investigadores japoneses e enviou-os a Nagel, no Instituto Max Planck de Biofísica, em Frankfurt. Nagel expressou-os em ovos de rã e observou como se abriam quando expostos à luz. Com Nagel e Ernst Bamberg, Hegemann descreveu a canalrodopsina-1 na Science, em 2002, e a canalrodopsina-2 — a versão adotada pelas neurociências — na PNAS, em 2003.

A ferramenta disseminou-se rapidamente. Em 2005, o laboratório de Deisseroth usou a canalrodopsina-2 para fazer disparar, à ordem, neurónios de rato cultivados; nesse mesmo ano, Hegemann foi coautor de um estudo em que a proteína ativava a atividade neural em embriões de galinha. Na Universidade Humboldt, onde se tornou professor de biofísica experimental, o seu laboratório transformou-se numa oficina de novas variantes. Em 2014, o grupo converteu a canalrodopsina num canal de cloreto ativado pela luz, capaz de silenciar os neurónios em vez de os fazer disparar. Uma bolsa do Conselho Europeu de Investigação, atribuída em 2016, financiou uma busca por enzimas fotossensíveis que levou à descoberta da primeira rodopsina heterodimérica conhecida. Desde 2015, ocupa em Berlim uma cátedra sénior Hertie em neurociências.

O limite de três nomes para um Prémio Nobel simplifica uma história com muitos intervenientes, e a própria carreira de Hegemann mostra quem fica de fora. Dieter Oesterhelt, o orientador cujo trabalho sobre rodopsinas microbianas esteve na base de tudo isto, partilhou com Hegemann e Deisseroth o Prémio Albert Lasker de Investigação Médica Básica de 2021, mas morreu em novembro de 2022, e o Nobel não é atribuído a título póstumo. Bamberg, coautor dos dois artigos sobre canalrodopsina, partilhou o Prémio Brain de 2013 com os três laureados deste ano, mas não está entre eles. Até a localização é contestada. O comité situa as descobertas distinguidas pelo prémio no instituto de Martinsried, enquanto a Universidade de Regensburg afirma que o trabalho realizado nos seus laboratórios lançou as bases. A promessa médica é também limitada: o resultado clínico mais claro é o de um homem com retinite pigmentosa que recuperou uma visão limitada. Hegemann critica também abertamente a forma como a sua profissão recompensa os cientistas. Num vídeo de 2023, instou os colegas a avaliarem os jovens investigadores pela originalidade do seu trabalho, e não pelo número de publicações ao fim de três ou quatro anos — algo que, lamentou, infelizmente não fazem. Disse também à estação de rádio e televisão rbb que muitas vezes ponderou abandonar a investigação fundamental na Universidade Humboldt, por considerar insuficiente o apoio.

A notícia quase lhe passou despercebida. No site do Prémio Nobel, contou que, a 5 de outubro, ignorou um e-mail de um desconhecido que lhe pedia que retribuísse a chamada, até reconhecer o indicativo telefónico da Suécia, que conhecia das suas viagens à vela. Na conferência de imprensa na Universidade Humboldt, afirmou que não se pode fazer investigação com o objetivo de ganhar prémios e elogiou um grupo composto por pelo menos dez nacionalidades. A direção da universidade tem apoiado a optobiologia com um novo edifício, cuja conclusão está prevista para maio de 2029. Hegemann continua a aconselhar o Regensburg Center for Ultrafast Nanoscopy e integra um projeto Synergy do Conselho Europeu de Investigação, em curso desde 2022, que pretende alargar a aplicação da optogenética a uma gama mais vasta de sistemas vivos.

A cerimónia de entrega das medalhas realiza-se em Estocolmo a 10 de dezembro, na véspera do seu 72.º aniversário, e Hegemann planeia levar a família e os colaboradores mais próximos. Na entrevista ao Nobel, salientou que o primeiro estudo sobre a forma como a Chlamydomonas reage à luz foi publicado em 1866 por um cientista russo, que recolheu as algas no rio Neva, em São Petersburgo, e trabalhou sem eletricidade. O conselho que deixa a quem vier a seguir é o mesmo que dá quando fala de optogenética: há tantas criaturas interessantes para estudar.

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

Pessoas relacionadas

Georg Nagel

Karl Deisseroth

Nate Soares

Eric Rignot

Francis Halzen

Konstantin Batygin