Нобелевский комитет при Каролинском медицинском институте объявил, что премию-2019 в области медицины и физиологии получили американский учёный Грэгг Л. Семенца из Университета Джона Хопкинса, британский учёный Питер Ратклифф из Оксфордского университета и онколог Уильям Кэлин из Гарвардского университета.
Открытие, за которое эти люди были удостоены награды, касается исследования, освещающего адаптацию клеток организма к доступному объёму кислорода. Оно имеет отношение к физиологии не только человека, но и животных.
Измерение уровня кислорода важно для большого числа заболеваний. Открытия, сделанные нобелевскими лауреатами этого года, имеют фундаментальное значение для физиологии и проложили путь к новым стратегиям борьбы с анемией, раком и многими другими заболеваниями, подчёркнуто в пресс-релизе Нобелевского комитета.
Уильям Кэлин, Петер Ратклифф и Грег Семенц исследовали адаптацию к изменению уровня кислорода в окружающей среде, например в высокогорных районах, и локальные изменения в организме при кровотечении из открытой раны.
Учёные открыли молекулярный механизм, который регулирует активность генов в ответ на различные уровни кислорода. При этом в их работе особо подчёркнута роль гормона эритропоэтина (ЭПО). В частности, был определён конкретный ген ЭПО, отвечающий за адаптацию к колебаниям уровня кислорода через стимуляцию выработки красных кровяных телец, переносящих кислород в крови.
Нобелевскую премию дают обычно за открытия, сделанные несколько лет назад, — комитет довольно консервативен. Такие научные работы уже, как правило, подтверждены и находят себе применение. Что же касается системы транспорта кислорода, то это крайне важное и интересное открытие. Во-первых, потребность в таких знаниях актуальна для любых существ, у которых есть газотранспортная система крови. Во-вторых, экспрессия генов ЭПО может получить широкое применение в медицине, потому что от синтеза ЭПО во многом зависит способность тканей человека дышать: этот гормон обеспечивает производство клеток — переносчиков кислорода к тканям. Существует ряд заболеваний, при которых экспрессия ЭПО снижается или нарушается, и эти люди могут испытывать хроническую гипоксию. Регуляция активности генов в ответ на изменение количества кислорода — это фундаментальное биологическое открытие.
Напомним, годом ранее Нобелевская премия по медицине была вручена американцу Джеймсу Эллисону и японцу Тасуку Хондзё. Оба учёных проводили исследования по иммунологии, на базе которых разрабатываются новые методы борьбы с раком.
В преддверии Нобелевской недели в Стокгольме предлагались самые разные сценарии развития событий — кому же достанется премия по медицине? В частности, компания Clarivate Analytics составила прогноз, согласно которому конкурировать за почётную премию должны были голландский генетик из Утрехтского университета Ханс Клеверс, иммунологи из исследовательского центра National Jewish Health Джон Капплер и Филиппа Маррак, а также оптогенетики. Это Эрнст Бамберг из немецкого Института биофизики имени Макса Планка, Геро Мизенбек из Оксфордского университета и Карл Дейссерот из Стэнфорда.
Ханс Клеверс преуспел в изучении роли внутриклеточного сигнального пути Wnt в развитии эмбрионов, в стволовых клетках и в процессе формирования раковых опухолей. Клеверс вошёл в число первых специалистов по выращиванию мини-органов — это стало возможным благодаря выделению стволовых клеток человека, используемых организмом для обновления тканей кишечника. Мини-копии кишечника, печени, поджелудочной железы пригодятся фармацевтической промышленности для тестирования новых лекарственных препаратов.
Работы Джона Капплера и Филиппы Маррак связаны с исследованием Т-лимфоцитов. Изначально они участвовали в команде Джеймса Эллисона, получившего премию в 2018 году за открытие Т-клеточного рецептора. Затем шагнули ещё дальше, исследовав, как у Т-клеток развивается толерантность к собственным антигенам организма. Результаты работ в этом направлении ведут к эффективным методам лечения при аутоиммунных заболеваниях: ревматоидном артрите, волчанке, синдроме Гийена — Барре.
Бамберг, Мизенбек и Дейссерот проводили исследования в области оптогенетики: в мембраны нейронов они встраивали светочувствительные белки, в результате чего создали инструменты для управления активностью отдельных нейронов. Оптогенетику считают самым значительным прорывом в нейронауках начала XXI века. Однако в этот раз премия досталась всё же не им.
Помимо этого, были и другие прогнозы. Лауреатами в области медицины и физиологии должны были стать, по мнению портала InsideScience, исследователи генома рака молочной железы, в частности генов BRCA1 и BRCA2. Они обычно функционируют в системах подавления рака, но мутации могут нарушить их обычную функцию и позволить раку захватить власть в организме. Открытие генов BRCA уже сегодня позволило тысячам людей принять профилактические меры, исходя из генетического риска.
Ещё одни кандидаты в номинанты — Чарльз Райс из Рокфеллеровского университета и Ральф Бартеншлагер из Гейдельбергского университета, работающие над избавлением человечества от такого тяжелого заболевания, как гепатит С. Этот вопрос актуален для приблизительно 71 млн человек во всём мире — новые недорогие лекарства могут спасти их. Сейчас же 12-недельный курс лечения в США стоит около $84 тысяч.
InsideScience, так же как Clarivate Analytics, предполагали, что Нобелевская премия — 2019 может достаться еще одним оптогенетикам. Конечная цель их работы — узнать с помощью этой области медицины как можно больше о неврологических расстройствах (например, эпилепсии и болезни Паркинсона), а также о психологических нарушениях, таких как обсессивно-компульсивное расстройство. Конкретно издание называет имя Чжо-Хуа Пана — учёного из Университета штата Уэйн, который использует оптогенетику в нейронах сетчатки человека для лечения слепоты.
Многие из работ, названных в рамках прогноза для Нобелевской премии по медицине и физиологии в этом году, действительно являются форпостом медицины. Например, оптогенетики уже помогают слепым людям, возвращая им если не зрение, то, как минимум, светочувствительность. Я, как человек, работающий в области геронтологии, могут сказать, что наша область знаний недополучает своих нобелиатов. Так, на премию могла бы претендовать Джуди Кампизи, открывшая роль стареющих клеток в возрастных болезнях. Проблема в целом недооценена.
Портал SpectrumNews делал ставку на учёных, создавших инструменты для секвенирования ДНК. Это Марвин Карутерс из Университета Колорадо в Боулдере, Лерой Худ из Института системной биологии в Сиэтле, штат Вашингтон, и Майкл Ханкапиллер из Pacific Biosciences в Менло-Парке, штат Калифорния, исследовавших генетику аутизма.
Насколько были точны прогнозы по физике, узнаем 8 октября — в этот день в Стокгольме назовут нобелевских лауреатов в этой области знаний. Далее, 9 октября станут известны нобелиаты по химии, а 10 октября будут присуждены премии в области литературы. В Осло 11 октября назовут лауреата премии мира — возможно, это будет 16-летняя Грета Тунберг.
