Нобелівську премію з медицини присуджено за дослідження, як клітини реагують на кисень.

Премію отримали троє дослідників – Вільям Кейлін, Ґреґґ Семенза і Пітер Реткліфф. Лауреатів було оголошено в понеділок, у Каролінському інституті в Стокгольмі. Їх дослідження полягало у встановленні генетичних механізмів, що дозволяють клітинам реагувати на зміни рівня кисню. Отримані результати є перспективними в напрямку розробки нових способів лікування захворювань, зокрема раку, анемії, інфарктів та інсультів.

Чому вони вибороли премію?
«Кисень – це джерело життєвої сили для живих організмів,» каже доктор Джордж Дейлі, декан Гарвардської медичної школи. «Без кисню клітини не можуть вижити.» Але надлишок або недостача кисню також можуть стати смертельними. Троє дослідників взяли за мету з'ясувати, як клітини регулюють свою відповідь на це? Вони проаналізували на генетичному рівні реакції, що виникали у відповідь на зміну рівня кисню в тілах людей та тварин та дозволяли відчувати та реагувати на коливання, підвищуючи або знижуючи кількість кисню, яку отримували клітини.

Чому ця робота є важливою?
Дослідження розкриває клітинні механізми, що контролюють адаптацію до високих рівнів кисню, а також дозволяють раковим клітинам «викрадати» кисень. Рендалл Джонсон, член Нобелівського комітету, описав роботу як «підручникове відкриття» (textbook discovery – оригінальна цитата) та зазначив, що це дещо, що студенти могли б починати вивчати від найбазовіших рівнів біологічної освіти.
«Це базовий аспект того, як працюють клітини, і я думаю, що з цього погляду це дуже захоплююча річ,» сказав Джонсон.
Дослідження також напряму пов’язане із лікуванням захворюваннь, асоційованих з дефіцитом кисню – включаючи анемію, інфаркти та інсульти – а також раку, оскільки атипові клітини мають підвищений рівень споживання кисню.

Хто такі ці переможці?
Вільям Дж. Кейлін-молодший, професор медицини Інституту раку Дана-Фарбер та Гарвардського університетського госпіталю Brigham & Women, звернувся до науки через її об’єктивність.
«Як будь-який вчений, мені цікаво складати пазли,» сказав він у вранішньому інтерв’ю.
Але початок його діяльності був непередбачуваним. На етапі до медичного коледжу він мріяв стати лікарем-дослідником, проте професор, який викладав йому, охарактеризував його як «подаючого надії юнака, чиє майбутнє лежить поза межами лабораторій». Врешті-решт, його заінтригував рідкісний різновид раку, реалізованого через генетичну схильність, хвороба Гіппеля-Ліндау, що характеризується утворенням великої кількості додаткових кровоносних судин та надлишковим виробленням еритропоетину – гормону, що стимулює розвиток еритроцитів, переносників кисню. Рак був «по-справжньому захоплюючим», каже доктор Кейлін. У нього були незвичні здатності, як-от ініціація вироблення організмом фактору росту ендотелію судин (VEGF), що стимулює утворення кровоносних судин, а також продукування більшої кількості еритроцитів за рахунок збільшення виділення еритропоетину. Він висунув припущення, що у цьому є дещо спільне із чутливістю до кисню. Як виявилося, він мав рацію. «Це одна з чудових історій біомедичної науки», - каже Дейлі. «Білл – неперевершений лікар-дослідник. Він взявся за клінічну проблему та розібрався в ній завдяки неймовірно суворій науці.»
Кейлін каже, що знав – сьогодні присуджуватимуть Нобелівську премію. Але його шанси були настільки «астрономічно малі», що він просто завершив денні справи та ліг спати у звичному режимі. Втім, йому наснилося, що о п’ятій ранку йому подзвонили зі Швеції. Він прокинувся та подивився на годинник – насправді, було тільки пів на другу ночі. Він повернувся в ліжко та заснув знову, і коли дійсно наступила п’ята ранку, його телефон задзвонив.
Ґреґґ Л. Семенза, професор медичної генетики університету Джона Хопкінса, каже, що його життя змінила шкільна вчителька, Роуз Нельсон, яка викладала біологію в старшій школі Сонної лощини в Террітауні, штат Нью-Йорк. «Вона була неймовірна,» зазначає Семенза у своєму інтерв’ю. «Вона випромінювала особливість і радість науки та наукових відкриттів. Вона спрямувала мене за курсом науки.» У коледжі, в Гарварді, він думав, що отримає докторський ступінь та проводитиме дослідження у галузі генетики. Проте у родині близьких йому людей народилася дитина із синдромом Дауна. «Це змістило мої погляди від зацікавлення генетикою як науковою дисципліною до роздумів про вплив генетики на людей,» каже він. Після вступу до медичного уніерситету Пенсильванії, Семенза вирішив зрозуміти, що шукають ракові клітини, коли вони поширюються в навколишні тканини, а потім у кровоносні судини, які переносять їх по всьому тілу. Його припущенням було те, що ракові клітини шукають кисень. Семенза звернув увагу на гени, що регулюють вироблення еритропоетину. Коли він активний, тіло продукує більше еритроцитів, що транспортують кисень. Але як працює цей механізм, коли організм позбавлений кисню? Як генетик, його навчали вивчати рідкісні генетичні захворювання. Але його робота над клітинними реакціями на кисень змусила його вивчати такі поширені захворювання, як хвороби серця та рак. Спочатку він розділив свою увагу між двома обставинами. Більш прицільно, за словами доктора Семенза, він зосередився на раку, шукаючи способи використовувати те, що навчився, задля нових методів ураження пухлин.
Семенза спав, коли пролунав дзвінок зі Швеції цього ранку, та не встиг вчасно зняти трубку. Телефон продзвонив ще раз через декілька хвилин. «Я почув цього поважного джентельмена, який сказав мені, що я виборов Нобелівську премію,» каже він. «Звісно, я був шокований. І я наче впав у запаморочення. Я й досі перебуваю у запамороченні.» Проте, він додає «Це було чудово».
Пітер Дж. Реткліфф, третій Нобелівський лауреат, є керівником Інституту Франциска Кріка в Лондоні та Дослідницького інституту таргету в Оксфорді.
Від став медичним дослідником за волею випадку. «Я був захопленим хімією школяром та мріяв про кар’єру в хімічному виробництві,» розповідав він у промові 2016 року. «Одного ранку в кабінеті хімії з’явився такий недосяжний і такий грізний директор. ‘Пітер’, сказав він із спокійною виваженістю, ‘я думаю, тобі слід вивчати медицину’. І без коливань, мої думки щодо університету одразу змінилися.» Він став нефрологом, захоплений тим, як органи регулюють вироблення еритропоетину у відповідь на наявний рівень кисню. Деякі колеги, пригадує він, не визнавали це чимось дійсно важливим. Але він продовжував, заінтригований науковим пазлом. «Ми розпочали роботу над питанням еритропоетинового регулювання, яке, можливо, кимось і розглядалося, проте в більшості випадків сприймалося як нішеве,» сказав він у інтерв’ю по телефону, опублікованому пізніше Нобелівським комітетом у Твіттері. «Але я вірив, що цю загадку можна розгадати. Вплив цього став очевидним пізніше.» Дослідження є ілюстрацією цінності основних досліджень, і як він додав: «Ми робимо знання. Це те, що я роблю як науковець, фінансований державою. Це хороші знання. Це правда. І це правильно.» Проте, він додав, «Ми вирушили в подорож без чіткого розуміння цінності цих знань.»
Коли пролунав дзвінок зі Швеції, доктор Реткліфф працював над запитом на грант. Зараз він планує продовжити працювати над цим. «Я щасливий,» каже він щодо Нобелівської премії. Але також не дуже виказує ентузіазм потрапити під приціл ока громадськості. «Я виконаю свій обов’язок, сподіваюся,» каже він. «Це данина лабораторії, тим, хто допоміг мені її створити і працював зі мною над проектом протягом багатьох років, багатьом іншим у цій галузі, і не в останню чергу моїй родині за те, що вони терпіли всі підйоми і падіння,» – сказав він у заяві, опублікованій Оксфордом.

Посилання на оригінальну статтю