Sejtkutatásért hárman kapják az orvosi Nobel-díjat

 

A sejtkutatás területén elért eredményeiért két amerikai és egy brit tudós, William G. Kaelin, Gregg L. Semenza és Peter J. Ratcliffe kapja az idei orvosi-élettani Nobel-díjat – jelentették be hétfőn a stockholmi Karolinska Intézetben. Eredményeik kikövezték az utat a vérszegénység, a rák és sok más betegség elleni ígéretes új stratégiák számára.

A három díjazott (Fotó: EPA/Pontus Lundahl)

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.

Eredményeik hozzájárulnak betegségek elleni új stratégák kidolgozásához

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 jelen lévő mitokondrium felhasználja 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 Corneille 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.

A test megfelelő oxigénszintje kulcsfontosságú

Gregg L. Semenza az EPO-gént és annak változó oxigénszint melletti szabályozódását tanulmányozta génmódosított egereken. Peter J. 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 G. 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. 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 Ratcliffe mellett 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.

(Fotó: MTI/EPA/TT News Agency/Pontus Lundahl)

A díjátadó december 10-én lesz

A három kitüntetett között a díjjal járó 9 millió svéd koronát (276 millió forintos összeget) egyenlő arányban osztják szét köztük. A díjátadót 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.