Krónika

Két amerikai és egy brit sejtkutató kapja az idei orvosi Nobel-díjat

A sejtkutatás területén elért eredményeiért két amerikai és egy brit tudós, William Kaelin, Gregg Semenza és Peter Ratcliffe kapja az idei orvosi-élettani Nobel-díjat - jelentették be hétfőn a stockholmi Karolinska Intézetben.

Két amerikai és egy brit sejtkutató kapja az idei orvosi Nobel-díjat
Az orvosi Nobel-díj idei kitüntetettjei: William Kaelin, Peter Ratcliffe és Gregg Semenza (balról jobbra)
Fotó: nobelprize.org

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.

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 jelenlévő mitokondrium használja fel 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 Cornelille 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.

Gregg Semenza az EPO gént és annak változó oxigénszint melletti szabályozódását tanulmányozta génmódosított egereken. Peter 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 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. Peter 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 Peter Ratcliffe mellett William 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.    

A három kitüntetett 9 millió svéd koronával (276 millió forintos összeggel) gazdagodik, az összeget egyenlő arányban osztják szét köztük. A díjátadó ünnepséget 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.

Objektum doboz

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.

Objektum doboz

2016-ben ugyanezen kutatásaikért mindhárman megkapták az orvostudomány fejlődésében kiemelkedő szerepet játszó kutatóknak odaítélt Albert Lasker-díjat az orvosi alapkutatásokért kategóriában.

A kitüntetettek örülnek, hogy együtt kapják meg a díjat

Thomas Perlmann, a stockholmi Karolinska Intézet Nobel-bizottságának titkára elmondta, hogy a díj kihirdetése előtt sikerült elérnie mindhárom díjazottat.

„Nagyon boldogok voltak, hogy megosztva kapják meg a díjat” - hangsúlyozta, megjegyezve, hogy a legnehezebben William Kaelint érte el. Először lánytestvérével sikerült kapcsolatba lépnie, akitől két telefonszámot is kapott, amelyekből az első téves volt. Amikor végül beszélt Kaelinnel, a férfi „nagyon boldog volt, szinte nem jutott szóhoz”.

William Kaelint végül félálomban, hajnali öt óra előtt érte a hír Boston környéki otthonában. „Tudósként tisztában voltam azzal, hogy ha hajnalban hívás érkezik egy túl sok számból álló telefonszámról, az néha nagyon jó hírt jelent. Hevesen verni kezdett a szívem, az egész kicsit szürreális volt” - idézte őt a dpa német hírügynökség. Arra utalva, hogy először a testvérét érték el, hozzátette, ez része lesz a családi legendáknak. Arra is kitért, hogy még nem tudja, mihez kezd a díjjal járó kilencmillió svéd korona (276 millió forint) rá eső részével, de „nyilvánvalóan megpróbálja majd valami jó ügyre fordítani”.

A három tudós annak felfedezéséért részesül a legrangosabb tudományos elismerésben, hogy a sejtek miként érzékelik az oxigénszint változását és hogyan alkalmazkodnak hozzá. Ennek gyakorlati hasznosulásával kapcsolatban William Kaelin azt mondta, gyógyszereket fejlesztenek az eredményeiket figyelembe véve, amelyekkel aztán olyan betegségeket kezelhetnek, mint a vérszegénység és a rák egyes fajtái.

A Gregg Semenzát foglalkoztató Johns Hopkins Egyetem elnöke, Ronald J. Daniels emlékezetes napnak nevezte a hétfőit, és azt mondta, rendkívül büszkék a kutató felfedezés iránti szenvedélyére, amely kiváló példája az iskola elkötelezettségére a jobb és emberségesebb világot teremtő új ismeretek megszerzésében.

A Nobel-díj Twitter-oldalán közzétettek a díjazottakról egy-egy fotót is, amelyek a bejelentés után készültek, William Kaelin esetében egy otthon készült szelfit.

Peter Ratcliffe-ről irodájában készült egy kép, ahogy éppen EU-s szinergia-pályázatán dolgozik. A fotóhoz viccesen azt írták: „a pályázati határidők senkire sem várnak”.

 A Nobel-bizottságnak adott telefonos interjújában Peter Ratcliffe azt mondta, kutatásaik kezdetén nem is sejtették, mennyire szerteágazó területet vizsgálnak. Tudósként azonban az a feladatuk, hogy ismereteket szerezzenek, ezeknek az ismereteknek pedig az a fokmérőjük, hogy helytállóak legyenek, előre szinte megjósolhatatlan, hogy a megszerzett tudásnak mekkora jelentősége lesz. Kezdetben ők sem sejtették, milyen fontos eredményeket érnek el.

Objektum doboz

Az orvostudományi Nobel-díjat 1901 óta most 110. alkalommal ítélték oda, összesen 219 kitüntetettnek: 39 alkalommal kapta egy, 33 alkalommal két, 38 alkalommal három tudós megosztva az elismerést. A 219 kitüntetettből 12 nő, akik közül csak Barbara McClintock vehette át egyedül a díjat 1983-ban. A kitüntetést kilenc alkalommal (1915, 1916, 1917, 1918, 1921, 1925, 1940, 1941 és 1942) nem ítélték oda. A díjat egy kitüntetett nem vehette át: a német Gerhard Domagkot Adolf Hitler arra kényszerítette, hogy utasítsa vissza a neki 1939-ben megítélt orvosi Nobel-díjat, a tudós az érmet és az oklevelet (a pénzösszeget már nem) csak 1947-ben vette át.

Az eddigiek során a legfiatalabb kitüntetett Frederick G. Banting volt, aki 1923-ban harminckét évesen vehette át a díjat, míg a legidősebb Francis Peyton Rous, aki nyolcvanhét éves volt, amikor 1966-ban neki ítélték a kitüntetést. 1947-ben fordult elő első alkalommal, hogy egy házaspár mindkét tagja, Gerty és Carl Cori is megkapta az orvosi Nobel-díjat, majd 2014-ben a norvég May-Britt Moser és férje, Edvard Moser szintén megosztott orvosi Nobel-díjat kapott. A legidősebb élő kitüntetett az 1920-ban született Edmond H. Fischer amerikai tudós, aki 1992-ben kapta meg az elismerést.

Érdekesség, hogy a jelöltekről ötven évig nem közölhető információ. Így például csak a fél évszázad lejártával derülhetett ki, hogy Sigmund Freud osztrák pszichiátert több mint tucatnyi alkalommal jelölték, ennek ellenére sem kapta meg a díjat.

Eddig három magyar nyerte el a kitüntetést

Eddig három magyar vagy magyar származású kitüntetettje volt az élettani-orvosi Nobel-díjnak. A Svédországban élt Bárány Róbert (1876-1936) 1914-ben kapta a díjat „a vesztibuláris apparátus (egyensúlyszerv) fiziológiájával és kórtanával kapcsolatos munkáiért”. 1937-ben Szent-Györgyi Albert (1893-1986) - kapta a kitüntetést „a biológiai égésfolyamatok terén tett felfedezéséért, különösen ami a C-vitamin és a fumársav-katalízis felfedezését illeti” - máig ő az egyetlen magyar tudós, aki idehaza folytatott kutatásaiért kapta meg a díjat. Az Amerikában letelepedett Békésy György (Georg von Békésy, 1899-1972) „a fül csigájában létrejövő ingerületek fizikai mechanizmusának felfedezéséért” 1961-ben kapott orvosi Nobel-díjat.

Az elmúlt évtized díjazottjai:

2009 - Az amerikai Elizabeth Blackburn, Carol W. Greider és Jack W. Szostak, akik felfedezték, hogyan másolódnak a kromoszómák, és milyen folyamat védi őket a töredezéstől. Kutatásaik hozzájárultak az öregedési folyamatok és a betegségek kialakulásának teljesebb megértéséhez, illetve lehetséges új terápiák kifejlesztéséhez.

2010 - A brit Robert Geoffrey Edwards a szervezeten kívüli megtermékenyítés módszerének fejlesztéséért.

2011 - Az amerikai Bruce Beutler és a luxemburgi születésű Jules Hoffmann „a veleszületett immunrendszer aktiválásával kapcsolatos felfedezéseikért”, valamint a kanadai Ralph Steinman a „dendritikus sejtek és a szerzett immunitásban betöltött szerepük felfedezéséért”. (Steinman a bejelentés előtt három nappal meghalt, de a díjat - amely 1974 óta posztumusz nem adható - nem vonták vissza, mert a bizottság a döntés meghozatalakor nem volt a hír ismeretében.)

2012 - A brit John B. Gurdon és a japán Jamanaka Sinja azért a felfedezésért, hogy az érett sejteket vissza lehet programozni pluripotens sejtekké, amelyekből a test valamennyi szövete kialakítható.

2013 - Az amerikai James E. Rothman és Randy W. Schekman, illetve a német-amerikai Thomas C. Südhof a sejt szállítórendszerének szabályozásával kapcsolatos felfedezésekért.

2014 - Az amerikai-brit John O'Keefe, illetve a norvég May-Britt Moser és férje, Edvard Moser az agykutatás területén elért eredményeikért.

2015 - Az ír William C. Campbell és a japán Omura Szatosi a fonálféreg-fertőzések - mint a folyami vakság és a nyirokfilariázis -, illetve a kínai Juju Tu (Tu Ju-ju) a malária elleni újfajta kezelés kidolgozásáért.

2016 - A japán Oszumi Josinori a sejtkutatás - az autofágia kutatásának - területén elért eredményeiért.

2017 - Az amerikai Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash és Michael W. Young a cirkadián ritmust, azaz a „napi biológiai órát” szabályozó molekuláris mechanizmus kutatásáért.

2018 - Az amerikai James P. Allison és a japán Hondzso Taszuku a rák elleni modern immunterápia, a negatív immunreguláció gátlására alapuló tumorterápia kifejlesztéséért.

Kapcsolódó írásaink