Tudomány Sejtkutatásért hárman kapják az orvosi Nobel-díjat
A sejtkutatás területén elért eredményeiért két amerikai és egy brit tudós, William Kaelin, Gregg Semenza és Peter Ratcliffe kapja az idei orvosi-élettani Nobel-díjat.
Az illetékes bizottság indoklása szerint a három tudós annak
felfedezéséért részesül a legrangosabb tudományos elismerésben, hogy a
sejtek miként érzékelik az oxigénszint változását és hogyan
alkalmazkodnak hozzá.
Nagyhatású felfedezéseik az élet egyik
legelemibb alkalmazkodási folyamatának mechanizmusára világítottak rá –
fogalmazott a díjat odaítélő testület. A három tudós fektette le az
arról szóló ismeretek alapjait, hogy az oxigénszint milyen hatással van a
sejtek anyagcseréjére és fiziológiai működésére. Eredményeik kikövezték
az utat a vérszegénység, a rák és sok más betegség elleni ígéretes új
stratégiák számára.
Az oxigén, amely a Föld légkörének
hozzávetőleg egyötödét teszi ki, létfontosságú az élethez, a csaknem az
összes sejtben jelenlévő mitokondrium használja fel a táplálék hasznos
energiává alakításához. Ez – mint az 1931-es orvosi Nobel-díj
kitüntetettje, Otto Warburg felfedezte – enzimatikus folyamat. Az
evolúció során kialakultak annak mechanizmusai, hogy a sejtek és a
szövetek megfelelő mennyiségű oxigénhez jussanak. A karotisztestek erre
specializálódott sejteket tartalmaznak, amelyek érzékelik a vér
oxigénszintjét. Annak felfedezéséért, hogy a vér oxigénszintjének
érzékelésével a karotisztestek miként szabályozzák a légzésszámot
közvetlenül az aggyal kommunikálva, ítélték oda az 1938-as orvosi
Nobel-díjat Cornelille Heymans farmakológusnak.
Az oxigénhiányos
állapotra (hypoxia) a karotisztestek által kiváltott gyors adaptáció
mellett vannak más alapvető fiziológiai alkalmazkodási folyamatok is.
Ezek egyike az eritropoetin (EPO) hormon szintjének emelkedése, amely a
vörösvérsejt-termelődés (eritropoiézis) növekedéséhez vezet. Az
eritropoiézis hormonális szabályozásának fontossága már a 20. század
elején ismert volt, de az rejtély maradt, hogy a folyamatot miként
szabályozza az oxigén.
Gregg Semenza az EPO gént és annak
változó oxigénszint melletti szabályozódását tanulmányozta génmódosított
egereken. Peter Ratcliffe szintén az EPO gén oxigénfüggő szabályozását
vizsgálta, és mindkét kutatócsoport arra jutott, hogy az oxigénérzékelő
mechanizmus csaknem az összes szövetben jelen van, nem csak a vesében,
ahol az EPO termelődik. Semenza aztán azonosította a válaszadás sejtbéli
komponenseit, felfedezett egy fehérjekomplexet, amely az
oxigénmennyiség függvényében kapcsolódott a hypoxiára adott választ
közvetítő és az EPO gén “szomszédságában” lévő DNS-szegmensekhez. Később
azonosította az ennek a fehérjekomplexnek (HIF) a kódolásáért felelős
géneket.
William Kaelin rákkutató a von Hippel-Lindau (VHL)
szindrómát kutatva ért el jelentős eredményeket. Ez a genetikai betegség
drámaian megnövekedett kockázatot jelent egyes rákbetegségeknél. Az
amerikai tudós kimutatta, hogy a VHL-gén kódol egy olyan fehérjét, amely
megakadályozza a rák kialakulását. Azt is megállapította, hogy a működő
VHL-gén nélküli ráksejtekben abnormálisan magas a hypoxiához igazodó
gének szintje, amikor azonban visszajuttatták a VHL-gént a ráksejtekbe,
helyreállt a normális szint. Ez fontos jele volt annak, hogy a VHL
valamilyen módon részt vesz az oxigénhiányos állapotra adandó válasz
szabályozásában. Peter Ratcliffe szintén kutatta ezt a területet, és
rájött, hogy a VHL-gén kölcsönhatásba tud lépni a HIF fehérjekomplexet
alkotó két fehérje egyikével, a HIF1-gyel. A kirakós utolsó darabja
annak megértése volt, hogy az oxigénszint miként szabályozza a VHL és a
HIF1 közötti interakciót, ebben Peter Ratcliffe mellett William Kaelin
ért el úttörő eredményeket.
A három tudósnak köszönhetően
jelentősen bővültek az arról szóló ismeretek, hogy az oxigénszint miként
befolyásolja az alapvető élettani folyamatokat. Az oxigénszint
érzékelése teszi lehetővé a sejtek számára, hogy anyagcseréjük
alkalmazkodjon az oxigén változó mennyiségéhez, például testmozgás
közben. De az oxigénszint érzékelése számos betegség esetében is
kulcsfontosságú.
A három kitüntetett 9 millió svéd koronával
(276 millió forintos összeggel) gazdagodik, az összeget egyenlő
arányban osztják szét köztük. A díjátadó ünnepséget hagyományosan
december 10-én, az elismerést alapító Alfred Nobel halálának
évfordulóján tartják.
William G. Kaelin 1957-ben New Yorkban
született, a Duke Egyetemen szerzett orvosi diplomát, PhD-képzését a
John Hopkins Egyetemen és a bostoni Dana-Farber Rákkutató Intézetben
végezte, ahol saját kutatólaboratóriumot is alapított. 2002-ben lett a
Harvard orvostudományi karának professzora, 1998 óta a Howard Hughes
Orvosi Intézet kutatója.
Peter J. Ratcliffe 1954-ben született
az angliai Lancashire-ben. A Cambridge-i Egyetem szerzett orvosi
diplomát és az Oxfordi Egyetemen urológus szakképesítést. Oxfordban
alapította meg független kutatócsoportját, 1996-ban lett az egyetem
professzora. A londoni Francis Crick Intézet klinikai kutatási
igazgatója, az oxfordi Target Discovery Institute igazgatója és az
oxfordi Ludwig Rákkutató Intézet tagja.
Gregg L. Semenza
1956-ban született New Yorkban, diplomáját biológiából szerezte a
Harvard Egyetemen. PhD-képzését a Pennsylvaniai Egyetem Orvosi karán
végezte, gyermekgyógyászati szakképesítését a Duke Egyetemen kapta.
Független kutatócsoportját a John Hopkins Egyetemen alapította meg, ahol
1999-ben lett professzor és 2003 óta az egyetem sejtkutató központja
érkutatóprogramjának igazgatója.
2016-ban ugyanezen kutatásaikért mindhárman megkapták az orvostudomány fejlődésében kiemelkedő szerepet játszó kutatóknak odaítélt Albert Lasker-díjat az orvosi alapkutatásokért kategóriában.
fecsego.eu/ma.hu