За что дали Нобелевскую премию по медицине?

Нобелевский комитет объявил лауреатов премии 2019 года по физиологии и медицине. Ими стали Грегг Семенза, Уильям Келин и Питер Рэтклифф. Премию они получили с формулировкой «за исследование того, как клетки адаптируются к изменению уровня кислорода».

Работа всех трех лауреатов сводится к открытию механизма, который лежит в основе борьбы с гипоксией. В результате серии работ, основная часть которых пришлась на начало 1990-х, нынешние лауреаты установили, что для борьбы с недостатком кислорода в клетках всех животных есть специальный механизм, который приводит к «включению» набора специализированных генов, способных улучшить снабжение клетки кислородом.

К ним относится, например, известный по допинговым скандалам эритропоэтин — гормон, повышающий уровень гемоглобина в крови за счет стимуляции созревания новых эритроцитов. Спортсменам это помогает выдерживать аэробные нагрузки.

Спортсмены | Фото: https://www.economist.com

Центральный элемент всего этого механизма, как установили нынешние лауреаты, это «фактор, индуцируемый гипоксией» (hypoxia-inducible factor, HIF). Приоритет его открытия принадлежит прежде всего Греггу Семензе. Ученому удалось установить, что этот «фактор» состоит из двух разных белков (один из которых был уже ранее известен). Во время гипоксии, когда клетка «задыхается» от недостатка кислорода, они работают вместе, проникая в клеточное ядро, где находится ДНК. Там они находят на ДНК нужные участки, присоединяются к ним и включают работу противогипоксических генов — их достаточно много, и среди них есть и эритропоэтин.

Чтобы ответить на вопрос о практической пользе открытия, можно, например, просто взять список болезней, которые являются наиболее частыми причинами смерти в мире. Почти все они (ишемия, инфаркты, рак) будут иметь прямое отношение к гипоксии и, следовательно, к работе того механизма, который удалось открыть нынешнем лауреатам.

К примеру, вопрос снабжения кислородом — это принципиальный вопрос для выживания всех видов опухолей. Само существование злокачественных опухолей возможно только потому, что их клеткам удается «взламывать» нормальную работу механизмов ответа на гипоксию.

Опухоль | Фото: publico.es/

Дело в том, что клетки внутри опухоли потребляют очень много энергии — в разы больше, чем нормальные клетки. И для жизни им необходимо соответствующее количество кислорода. В центре опухоли из-за этого всегда возникает кислородное голодание, которое опухоль пытается компенсировать путем посылки во внешние ткани молекулярных сигналов, стимулирующих рост в опухоли дополнительных кровеносных сосудов. Эта стимуляция как раз и требует работы открытого лауреатами механизма. А HIF, соответственно, является важнейшей мишенью, выключение которой потенциально способно подавить рост самых разных опухолей.

Уже сейчас в базе данных клинических исследований Национальной медицинской библиотеки США зарегистрировано несколько десятков исследований препаратов, механизм работы которых основан на выключении HIF с помощью специальных ингибиторов. Среди болезней, которые медики пытаются вылечить таким образом, есть глиобластома, рак груди, плоскоклеточная карцинома и многие другие онкологические заболевания. Разработка всех этих лекарств без открытия мишени, на которую они должны действовать, была бы невозможна.

источник: meduza