Геть анемію і рак. За що нагородили Нобелівкою по медицині

У Швеції стартував 118-я Нобелівський тиждень. Вона почалася з вручення премії по фізіології і медицині. Як завжди, імена претендентів заздалегідь не розкривали, інтрига зберігалася до останнього. Першими лауреатами стали британець сер Пітер Реткліфф і американці Вільям Келін-молодший і Грегг Семенця. Їх імена оголосив секретар Нобелівського комітету Томас Перлманн, який повідомив, що в цьому році премія присуджена за дослідження того, як клітини реагують і пристосовуються до змін рівня кисню в навколишньому середовищі.

Він також зазначив, що зроблені цими трьома вченими відкриття проклали шлях до багатообіцяючим нових стратегій боротьби з анемією, рак та багатьма іншими захворюваннями.

Хто вони — перші лауреати Нобелівської премії-2019

Британський доктор сер Пітер Джон Реткліфф спеціалізується на клітинної та молекулярної біології. Він відомий як спеціаліст по сприйняттю кисню і особливо за гіпоксії (знижений вміст кисню в організмі або окремих органах і тканинах). Крім того, Реткліфф — практикуючий лікар, що займається клінічними дослідженнями.

Професор медицини Гарвардського університету Вільям Келін-молодший в 2016 р. став лауреатом премії Ласкера за фундаментальні медичні дослідження. Також він займається дослідженнями ролі мутацій у генах-супрессорів пухлини (тобто генів, чия нормальна функція пов'язана з придушенням пухлинного росту) при розвитку раку. Професор був одружений на хірурга Керолін Келін, яка спеціалізувалася на боротьбі з раком молочної залози, сама стала жертвою онкологічного захворювання і померла в 2015 р.

Третій лауреат-2019 Грегг Семенця — американський вчений-медик, педіатр і генетик. Найбільш відомий як першовідкривач білка HIF1A. Професор Університету Джонса Хопкінса, член Національних Академії наук і Медичної академії США. Як і Вільям Келін-молодший, у 2016 р. він став лауреатом Ласкеровской премії, яка вручається за фундаментальні медичні дослідження.

Кожному із цієї наукової трійці дістанеться по третині Нобелівської премії, розмір якої залишається незмінним з 2017 р. і становить 9 млн шведських крон, це приблизно $914 тис.

У чому цінність їх роботи

Робота вчених розкриває молекулярні механізми, що лежать в основі того, як клітини адаптуються до змін у постачанні киснем. Докладніше про цих дослідженнях йдеться в прес-релізі Нобелівського комітету.

Коли в організмі ссавців відсутній кисень, то підвищується рівень виділяється нирками гормону еритропоетину, який стимулює виробництво нових еритроцитів для доставки кисню. Однак довгий час було невідомо, як саме клітини реагують на цей кисень.

Ось як описують роботу нинішніх лауреатів їх колеги з Каролінського інституту в Стокгольмі, які щорічно визначають лауреата премії з медицини та фізіології: "Тваринам потрібен кисень для перетворення їжі в корисну енергію.

Фундаментальне значення кисню розумілося століттями, але як клітини пристосовуються до змін рівня кисню, було невідомо. Професори Вільям Р. Келін-молодший, сер Пітер Дж. Реткліфф і Грегг Л. Семенця заповнили цю прогалину. Вони досліджували, як клітини можуть відчувати і адаптуватися до мінливих доступності кисню, і визначили молекулярний механізм, який регулює активність генів у відповідь на різні рівні кисню. Оригінальні відкриття, зроблені нобелівськими лауреатами цього року, розкрили механізм одного з найбільш важливих адаптаційних процесів у житті. Вчені заклали основу для нашого розуміння того, як рівні кисню впливають на клітинний метаболізм і фізіологічну функцію. Їх відкриття також проклали шлях до багатообіцяючим нових стратегій боротьби з анемією, рак і багатьма іншими захворюваннями..."

Кожен з нинішніх лауреатів йшов своїм шляхом до перемоги. Зокрема, Грегг Семенця у своїх роботах вивчав ген еритропоетину (EPO) і те, як він реагує на зміни рівня кисню, зокрема на гіпоксію. Пітер Реткліфф, незалежно від колеги, теж вивчав роботу гена. Разом вчені виявили, що механізм сприйняття кисню присутній практично у всіх тканинах організму, а не тільки в клітинах нирок, де зазвичай виробляється EPO. Семенця протягом багатьох років намагався знайти зв'язок між концентрацією кисню і експресією гена еритропоетину. В результаті був виявлений компонент HIF (hypoxia-inducing factor) — білковий комплекс, який зв'язується з ДНК безпосередньо. Він складається з двох різних білків, що зв'язують ДНК, так званих факторів транскрипції, які тепер називаються HIF-1α і ARNT.

При достатньому рівні кисню в клітинах HIF неактивний і швидко деградує в цитоплазмі клітини. Його знищують протеасомы — білкові машини, за відкриття яких Нобелівську премію вручали в 2004 р. Вони розщеплюють білки, після чого на них з'являється убиквитиновая мітка. На цьому етапі важливу роль в розумінні роботи механізму зіграв Вільям Келін, який виявив білок VHL. Останній пов'язує між собою високі концентрації кисню і убиквитинирование HIF.

Разом вчені визначили і точно описали роботу молекулярного механізму регуляції активності генів в залежності від змін рівнів кисню, що в майбутньому допоможе зрозуміти природу багатьох захворювань і вкаже методи боротьби з ними.

Нагадаємо, що в минулому році Нобелівську премію з фізіології і медицини отримали вчені-імунологи Джеймс Еллісон і Тасуку Хондзе за відкриття терапії раку шляхом активації імунної відповіді.

Цифри і факти

З 1901 по 2018 рр .. Нобелівські премії присуджувалися 590 разів. У списку переможців — 904 людини і 24 організації. Є "двічі лауреати". Серед нагороджених 51 жінка.

Середній вік лауреатів — 60 років. Наймолодшим серед них є 17-річна правозахисниця Малала Юсуфзаі з Пакистану. Найстаршим — 96-річний американський фізик Артур Ашкин.

Нобелівську премію в галузі фізіології та медицини присуджували 109 разів, її лауреатами ставали 216 осіб. Приблизно по третині довелося на випадки, коли нагороджували двох або трьох вчених. При цьому станом на минулий рік лише 12 жінок були удостоєні премії в цій номінації. І лише одна з них — американка Барбара Макклінток — у 1983 р. "за її відкриття мобільних генетичних елементів" стала володаркою цілої премії, не ділячи її з іншими лауреатами. Наймолодшим лауреатом в області медицини залишається Фредерік Бантінг, яким до часу присудження премії 1932 р. за відкриття інсуліну було всього 32 роки. А найстаршим серед нобелевцев в цій сфері є американський вчений Пейтон Роус, став лауреатом у 87-річному віці в 1966 р. "за відкриття онкогенних вірусів".

Крім власне премії, яка має грошовий вираз еквівалентний 9 млн шведських крон, лауреати отримують диплом і медаль. Дизайн нобелівської медалі в області фізіології і медицини розробив шведський скульптор і гравер Ерик Ліндберг.

8 жовтня стане відомий Нобелівський лауреат з фізики, 9 жовтня — з хімії, 10 жовтня — з літератури (будуть оголошені лауреати премії з літератури за 2018 і 2019 рр., так як в минулому році було прийнято рішення премію в цій області не присуджувати).

11 жовтня оголосять лауреата премії миру. Володар премії з економіки пам'яті Альфреда Нобеля, заснованої Державним банком Швеції в 1968 році, визначиться 14 жовтня.