Nobelova komise na začátku října shrnula práci za rok 2016 v různých oblastech lidské činnosti, která přinesla největší užitek, a jmenovala kandidáty na Nobelovu cenu.
K tomuto ocenění můžete být skeptičtí, jak chcete, pochybovat o objektivitě výběru laureátů, pochybovat o hodnotě teorií a zásluh předložených k nominaci... To vše se samozřejmě odehrává... No řekněte, jakou hodnotu má cena míru udělená například Michailu Gorbačovovi v roce 1990... nebo podobná cena, která v roce 2009 vyvolala ještě větší hluk americké Prezident Barack Obama za mír na planetě 🙂?
Nobelovy ceny
A ani letošní rok 2016 se neobešel bez kritiky a diskuzí nových oceněných, svět například nejednoznačně přijal udělení ceny v oblasti literatury, kterou si odnesl americký rockový zpěvák Bob Dylan za básně k písním a zpěvák sám na ocenění reagoval ještě nejednoznačněji, na předávání cen reagoval až o dva týdny později...
Nicméně, bez ohledu na náš filistinský názor, takto vysoko ocenění je považováno za nejprestižnější ocenění ve vědeckém světě, žije již více než sto let, má na svém kontě stovky ocenění a cenový fond ve výši milionů dolarů.
Nobelova nadace byla založena v roce 1900 po smrti jejího zůstavitele Alfred Nobel- vynikající švédský vědec, akademik, Ph.D., vynálezce dynamitu, humanista, mírový aktivista a tak dále...
Ruskořadí na listinu oceněných 7. místo, má za sebou historii ocenění 23 laureátů Nobelovy ceny nebo 19 příležitostí k udělení cen(existují skupinové). Posledním Rusem, který získal toto vysoké vyznamenání, byl v roce 2010 Vitalij Ginzburg za své objevy v oblasti fyziky.
Ceny za rok 2016 jsou tedy rozděleny, ceny se budou předávat ve Stockholmu, celková velikost fondu se neustále mění a podle toho se mění i velikost ocenění.
Nobelova cena za fyziologii a medicínu za rok 2016
Jen málo obyčejných lidí, daleko od vědy, se ponoří do podstaty vědeckých teorií a objevů, které si zaslouží zvláštní uznání. A já jsem jeden z nich :-). Ale dnes se chci jen trochu podrobněji zastavit u jedné z letošních cen. Proč medicína a fyziologie? Ano, je to jednoduché, jedna z nejintenzivnějších částí mého blogu je „Být zdravý“, protože práce Japonců mě zaujala a trochu jsem pochopil její podstatu. Myslím, že článek bude zajímat lidi, kteří vyznávají zdravý životní styl.
Takže nositel Nobelovy ceny v oboru fyziologie a lékařství pro rok 2016 se stal 71letý Japonec Yoshinori Ohsumi Yoshinori Ohsumi je molekulární biolog na Tokijské technologické univerzitě. Tématem jeho práce je „Objev mechanismů autofagie“.
Autofagie v překladu z řečtiny „samopožírání“ nebo „sebepožírání“ je mechanismus pro zpracování a recyklaci nepotřebných, použitých částí buňky, kterou provádí samotná buňka. Jednoduše řečeno, buňka požírá sama sebe. Autofagie je vlastní všem živým organismům, včetně člověka.
Samotný proces je znám již dlouhou dobu. Vědcovy výzkumy provedené již v 90. letech odhalily a umožnily nejen podrobně pochopit význam procesu autofagie pro mnoho fyziologických procesů probíhajících uvnitř živého organismu, zejména při adaptaci na hlad, reakci na infekci, ale i také k identifikaci genů, které tento proces spouštějí.
Jak probíhá proces očisty těla? A stejně jako my doma uklízíme odpadky, pouze automaticky: buňky všechny nepotřebné odpadky a toxiny zabalí do speciálních „nádobek“ – autofagozomů, a poté je přesunou do lysozomů. Zde se tráví nepotřebné bílkoviny a poškozené intracelulární prvky a uvolňuje se palivo, které slouží k výživě buněk a budování nových. Je to tak jednoduché!
Co je ale na této studii nejzajímavější: autofagie nastupuje rychleji a postupuje silněji v případech, kdy tělo zažívá stres a zejména během PŮSTU.
Objev nositele Nobelovy ceny dokazuje: náboženský půst a dokonce i periodický, omezený hlad jsou stále prospěšné pro živý organismus. Oba tyto procesy stimulují autofagii, očišťují organismus, odlehčují trávicím orgánům, čímž šetří předčasným stárnutím.
Selhání autofagických procesů vede k onemocněním, jako je Parkinsonova choroba, cukrovka a dokonce i rakovina. Lékaři hledají způsoby, jak proti nim bojovat pomocí léků. Nebo se možná jen nemusíte bát podrobit své tělo zdravotně zlepšujícímu půstu, a tím stimulovat procesy obnovy v buňkách? Alespoň občas...
Práce vědce opět potvrdila, jak úžasně jemné a chytré naše tělo je a jak dalece nejsou známy všechny procesy v něm...
Japonský vědec převezme zaslouženou cenu osm milionů švédských korun (932 tisíc amerických dolarů) spolu s dalšími oceněnými ve Stockholmu 10. prosince, v den smrti Alfreda Nobela. A myslím, že je to zasloužené...
Zaujalo vás to alespoň trochu? Jak se stavíte k takovým závěrům Japonců? Dělají vám radost?
Historie Nobelovy ceny je velmi dlouhá. Pokusím se to krátce popsat.
Alfred Nobel zanechal závěť, kterou oficiálně potvrdil přání investovat všechny své úspory (asi 33 233 792 švédských korun) do rozvoje a podpory vědy. Ve skutečnosti to byl hlavní katalyzátor 20. století, který přispěl k rozvoji moderních vědeckých hypotéz.
Alfred Nobel měl plán, neuvěřitelný plán, který se stal známým až poté, co byla v lednu 1897 otevřena jeho závěť. První díl obsahoval obvyklý návod pro takový případ. Ale po těchto odstavcích byli další, kteří řekli:
"Veškerý můj movitý i nemovitý majetek musí moji exekutoři přeměnit na likvidní majetek a takto shromážděný kapitál uložit do spolehlivé banky. Tyto prostředky budou patřit fondu, který bude každoročně výnosy z nich předávat ve formě prémie těm, kteří v uplynulém roce nejvýrazněji přispěli k vědě, literatuře nebo míru a jejichž činnost přinesla lidstvu největší prospěch. Ceny za úspěchy v chemii a fyzice uděluje Švédská akademie věd, Cena za úspěch ve fyziologii a medicíně - Karolinska Institutet, Cenu za literaturu Stockholmské akademie, Cenu míru pětičlennou komisí jmenovanou Storting of Norway. Také je mým posledním přáním, aby ceny byly uděleny těm nejzasloužilejším kandidátům, ať už jsou Skandinávci nebo ne. Paříž, 27. listopadu 1895"
Správci ústavu jsou voleni některými organizacemi. Každý člen administrativy je až do projednání důvěrný. Může patřit k jakékoli národnosti. Celkem je patnáct administrátorů Nobelovy ceny, tři na každou cenu. Jmenují správní radu. Předseda a místopředseda této rady jsou jmenováni švédským králem.
Každý, kdo navrhne svou kandidaturu, bude diskvalifikován. Kandidáta ve svém oboru může navrhnout předchozí vítěz ceny, organizace odpovědná za udílení ceny nebo osoba, která cenu navrhuje nestranně. Právo nominovat svého kandidáta mají také předsedové akademií, literárních a vědeckých společností, některých mezinárodních parlamentních organizací, vědci působící na velkých univerzitách a dokonce i členové vlád. Zde je však potřeba si ujasnit: nominovat svého kandidáta mohou pouze slavní lidé a velké organizace. Důležité je, aby s nimi kandidát neměl nic společného.
Tyto organizace, které se mohou zdát příliš rigidní, jsou vynikajícím důkazem Nobelovy nedůvěry k lidským slabostem.
Nobelův majetek, který zahrnoval majetek za více než třicet milionů korun, byl rozdělen na dvě části. První - 28 milionů korun - se stal hlavním fondem ceny. Za zbylé peníze byla pro Nobelovu nadaci zakoupena budova, ve které se dosud nachází, navíc byly z těchto peněz přiděleny prostředky do organizačních fondů každé ceny a částky na výdaje pro organizace, které jsou součástí Nobelovy nadace.
koho výbor.
Od roku 1958 investovala Nobelova nadace do dluhopisů, nemovitostí a akcií. Pro investování v zahraničí platí určitá omezení. Tyto reformy byly vedeny potřebou chránit kapitál před inflací.Je jasné, že v naší době to znamená hodně.
Podívejme se na některé zajímavé příklady předávání cen v celé jeho historii.
Alexander FLEMING.
Alexander Fleming byl oceněn cenou za objev penicilinu a jeho léčivých účinků při různých infekčních onemocněních. Šťastná nehoda - Flemingův objev penicilinu - byla výsledkem souhry okolností tak neuvěřitelných, že se jim téměř nedá uvěřit, a tisk dostal senzační příběh, který by mohl zachytit představivost každého člověka. Podle mého názoru přinesl neocenitelný přínos (ano, myslím, že se mnou bude každý souhlasit, že vědci jako Fleming nebudou nikdy zapomenuti a jejich objevy nás vždy neviditelně ochrání). Všichni víme, že roli penicilinu v medicíně je těžké přeceňovat. Tato droga zachránila životy mnoha lidí (včetně války, kdy tisíce lidí zemřely na infekční nemoci).
Howard W. FLORY. Nobelova cena za fyziologii a medicínu, 1945
Howard Florey obdržel cenu za objev penicilinu a jeho léčivých účinků na různá infekční onemocnění. Penicilin, objevený Flemingem, byl chemicky nestabilní a bylo možné ho získat jen v malém množství. Flory vedl výzkum této drogy. Díky obrovským alokacím přiděleným na projekt založil výrobu penicilinu v USA.
Ilja MECHNIKOV. Nobelova cena za fyziologii a medicínu, 1908
Ruský vědec Ilja Mečnikov byl oceněn za práci v oblasti imunity. Mečnikovův nejdůležitější příspěvek k vědě byl metodologické povahy: cílem vědce bylo studovat „imunitu u infekčních chorob z hlediska buněčné fyziologie“. Mechnikovovo jméno je spojeno s populární komerční metodou výroby kefíru. M. objev byl samozřejmě velký a velmi užitečný, svými pracemi položil základy mnoha dalších objevů.
Ivan PAVLOV. Nobelova cena za fyziologii a medicínu, 1904
Ivan Pavlov získal cenu za práci o fyziologii trávení. Experimenty týkající se trávicího systému vedly k objevu podmíněných reflexů. Pavlovova zručnost v chirurgii byla nepřekonatelná. Byl tak dobrý s oběma rukama, že jste nikdy nevěděli, kterou ruku použije příště.
Camillo GOLGI. Nobelova cena za fyziologii a medicínu, 1906
Camillo Golgi byl oceněn jako uznání za jeho práci na struktuře nervového systému. Golgi klasifikoval typy neuronů a učinil mnoho objevů o struktuře jednotlivých buněk a nervového systému jako celku. Golgiho aparát, jemná síť propletených vláken v nervových buňkách, je rozpoznán a předpokládá se, že se podílí na modifikaci a sekreci proteinů. Tento jedinečný vědec zná každý, kdo studoval strukturu buněk. Včetně mě a celé naší třídy.
Georg BEKESHI. Nobelova cena za fyziologii a medicínu, 1961
Fyzik Georg Bekesi studoval membrány telefonních přístrojů, které na rozdíl od ušního bubínku zkreslovaly zvukové vibrace. V tomto ohledu začal studovat fyzikální vlastnosti sluchových orgánů. Moderní otochirurgové, kteří znovu vytvořili úplný obrázek o biomechanice hlemýždě, mají příležitost implantovat umělé ušní bubínky a sluchové kůstky. Tato Bekeshiho práce byla oceněna.Tyto objevy nabývají na aktuálnosti zejména v naší době, kdy se výpočetní technika rozvinula do neuvěřitelných rozměrů a problém implantace se posouvá na kvalitativně jinou úroveň.Svým objevem umožnil mnoha aby lidé znovu slyšeli.
Emil von BERING. Nobelova cena za fyziologii a medicínu, 1901
Za práci na sérové terapii, především za její využití při léčbě záškrtu, která otevřela nové cesty v lékařské vědě a vložila do rukou lékařů vítěznou zbraň proti nemocem a smrti, byl oceněn Emil von Behring. Během první světové války zachránila Beringova vakcína proti tetanu životy mnoha německým vojákům, to byly samozřejmě jen základy medicíny. Nikdo ale asi nepochybuje, že tento objev dal hodně pro rozvoj medicíny a pro celé lidstvo obecně. Jeho jméno zůstane navždy zapsáno v dějinách lidstva.
George W. BEADLE. Nobelova cena za fyziologii a medicínu, 1958
George Beadle obdržel cenu za objevy týkající se role genů ve specifických biochemických procesech. Experimenty prokázaly, že určité geny jsou zodpovědné za syntézu specifických buněčných látek. Laboratorní metody vyvinuté Georgem Beadlem a Edwardem Tathamem se ukázaly být užitečné při zvýšení farmakologické produkce penicilinu, důležité látky produkované speciálními houbami. O existenci výše zmíněného penicilinu a jeho významu ví snad každý, proto je úloha objevu těchto vědců v moderní společnosti neocenitelná.
V roce 2016 Nobelova komise udělila cenu za fyziologii a medicínu japonskému vědci Yoshinori Ohsumi za objev autofagie a rozluštění jejího molekulárního mechanismu. Autofagie je proces zpracování vyčerpaných organel a proteinových komplexů, je důležitý nejen pro ekonomické řízení buněčného managementu, ale také pro obnovu buněčné struktury. Rozluštění biochemie tohoto procesu a jeho genetického základu předpokládá možnost sledování a řízení celého procesu a jeho jednotlivých fází. A to dává výzkumníkům zjevné základní a aplikované vyhlídky.
Věda se řítí kupředu tak neuvěřitelným tempem, že si nespecialista nestihne uvědomit důležitost objevu a už se za něj uděluje Nobelova cena. V 80. letech minulého století se v učebnicích biologie v části o stavbě buněk dalo dozvědět kromě jiných organel i o lysozomech - membránových váčcích naplněných enzymy uvnitř. Tyto enzymy jsou zaměřeny na rozklad různých velkých biologických molekul na menší bloky (nutno podotknout, že v té době náš učitel biologie ještě nevěděl, proč jsou lysozomy potřeba). Objevil je Christian de Duve, za což mu byla v roce 1974 udělena Nobelova cena za fyziologii a medicínu.
Christian de Duve a jeho kolegové oddělili lysozomy a peroxisomy od jiných buněčných organel pomocí tehdy nové metody – centrifugace, která umožňuje třídění částic podle hmotnosti. Lysozomy jsou nyní široce používány v medicíně. Jejich vlastnosti jsou například základem pro cílenou dodávku léků do poškozených buněk a tkání: molekulární lék je umístěn do lysozomu kvůli rozdílu v kyselosti uvnitř a vně lysozomu a poté je lysozom, opatřený specifickými značkami, odeslán k postižené tkáni.
Lysozomy jsou nerozlišující podle povahy své aktivity - rozkládají jakékoli molekuly a molekulární komplexy na jejich součásti. Užšími „specialisty“ jsou proteazomy, které jsou zaměřeny pouze na štěpení bílkovin (viz: „Prvky“, 11.5.2010). Jejich roli v buněčné ekonomice lze jen stěží přeceňovat: sledují enzymy, které vypršely, a podle potřeby je ničí. Toto období, jak víme, je definováno velmi přesně – přesně tolik času, kolik buňka plní konkrétní úkol. Pokud by po jejím dokončení nebyly enzymy zničeny, pak by se probíhající syntéza jen těžko včas zastavila.
Proteazomy jsou přítomny ve všech buňkách bez výjimky, dokonce i v těch bez lysozomů. Úlohou proteazomů a biochemickým mechanismem jejich práce se koncem 70. a začátkem 80. let zabývali Aaron Ciechanover, Avram Gershko a Irwin Rose. Zjistili, že proteazomy rozpoznávají a ničí proteiny, které jsou označeny proteinem ubiquitin. Vazebná reakce s ubiquitinem stojí ATP. V roce 2004 tito tři vědci obdrželi Nobelovu cenu za chemii za výzkum degradace proteinů závislé na ubikvitinu. V roce 2010, když jsem si prohlížel školní osnovy pro nadané anglické děti, viděl jsem na obrázku buněčné struktury, které byly označeny jako proteazomy, sérii černých teček. Učitel na této škole však nedokázal studentům vysvětlit, co to bylo a k čemu tyto tajemné proteazomy byly. S lysozomy na tom obrázku už nebyly žádné otázky.
Již na začátku studia lysozomů bylo zjištěno, že některé z nich obsahují části buněčných organel. To znamená, že v lysozomech se na části nerozkládají pouze velké molekuly, ale také části samotné buňky. Proces trávení vlastních buněčných struktur se nazývá autofagie – tedy „požírání sebe sama“. Jak se části buněčných organel dostanou do lysozomu obsahujícího hydrolázy? Touto problematikou se začali zabývat již v 80. letech, kdy studovali strukturu a funkce lysozomů a autofagozomů v savčích buňkách. On a jeho kolegové ukázali, že autofagozomy se v buňkách objevují masově, pokud jsou pěstovány v médiu s nízkým obsahem živin. V tomto ohledu vznikla hypotéza, že autofagozomy se tvoří, když je potřeba záložní zdroj výživy – bílkoviny a tuky, které jsou součástí extra organel. Jak tyto autofagozomy vznikají, jsou potřebné jako zdroj dodatečné výživy nebo pro jiné buněčné účely, jak je lysozomy nacházejí pro trávení? Na všechny tyto otázky nebyly na počátku 90. let žádné odpovědi.
Ohsumi zahájil nezávislý výzkum a zaměřil své úsilí na studium kvasinkových autofagozomů. Usoudil, že autofagie musí být konzervovaný buněčný mechanismus, a proto je pohodlnější ji studovat na jednoduchých (relativně) a pohodlných laboratorních objektech.
U kvasinek se autofagozomy nacházejí uvnitř vakuol a tam se pak rozpadají. Jejich využití se provádí různými proteinázovými enzymy. Pokud jsou proteinázy v buňce defektní, pak se autofagozomy hromadí uvnitř vakuol a nerozpouštějí se. Osumi využil této vlastnosti k produkci kvasinkové kultury se zvýšeným počtem autofagozomů. Pěstoval kultury kvasinek na chudých médiích – v tomto případě se hojně objevují autofagozomy, které dodávají hladovějící buňce zásobu potravy. Ale jeho kultury používaly mutantní buňky s nefunkčními proteinázami. V důsledku toho buňky rychle nahromadily množství autofagozomů ve vakuolách.
Autofagozomy, jak vyplývá z jeho pozorování, jsou obklopeny jednovrstvými membránami, uvnitř kterých může být široká škála obsahu: ribozomy, mitochondrie, lipidová a glykogenová granula. Přidáním nebo odstraněním inhibitorů proteázy ke kulturám nemutovaných buněk je možné zvýšit nebo snížit počet autofagozomů. Takže v těchto experimentech bylo prokázáno, že tato buněčná těla jsou trávena proteinázovými enzymy.
Velmi rychle, za pouhý rok, pomocí metody náhodných mutací, Ohsumi identifikoval 13–15 genů (APG1–15) a odpovídajících proteinových produktů podílejících se na tvorbě autofagozomů (M. Tsukada, Y. Ohsumi, 1993. Izolace a charakterizace autofagy-defektní mutanti Saccharomyces cerevisiae). Mezi koloniemi buněk s defektní proteinázovou aktivitou vybral pod mikroskopem ty, které neobsahovaly autofagozomy. Samostatnou kultivací pak zjistil, které geny mají poškozené. Jeho skupině trvalo dalších pět let, než rozluštila, k prvnímu přiblížení, molekulární mechanismus toho, jak tyto geny fungují.
Bylo možné zjistit, jak tato kaskáda funguje, v jakém pořadí a jak se tyto proteiny na sebe vážou, takže výsledkem je autofagozom. V roce 2000 se obraz tvorby membrán kolem poškozených organel, které je třeba recyklovat, stal jasnějším. Jediná lipidová membrána se začne natahovat kolem těchto organel, postupně je obklopuje, až se konce membrány přiblíží k sobě a spojí se a vytvoří dvojitou membránu autofagozomu. Tento vezikula je pak transportován do lysozomu a splyne s ním.
Proces tvorby membrány zahrnuje proteiny APG, jejichž analogy Yoshinori Ohsumi a jeho kolegové objevili u savců.
Díky Ohsumiho práci jsme viděli celý proces autofagie v dynamice. Výchozím bodem Osumiho výzkumu byl prostý fakt přítomnosti záhadných malých tělísek v buňkách. Nyní mají vědci příležitost, i když hypotetickou, řídit celý proces autofagie.
Autofagie je nezbytná pro normální fungování buňky, protože buňka musí být schopna nejen obnovovat svou biochemickou a architektonickou ekonomiku, ale také využívat nepotřebné věci. V buňce jsou tisíce opotřebovaných ribozomů a mitochondrií, membránových proteinů, vyčerpaných molekulárních komplexů – všechny je třeba ekonomicky zpracovat a vrátit do oběhu. Jedná se o druh buněčné recyklace. Tento proces poskytuje nejen určitou úsporu, ale také zabraňuje rychlému stárnutí buňky. Zhoršená buněčná autofagie u lidí vede k rozvoji Parkinsonovy choroby, diabetu II. typu, rakoviny a některých poruch charakteristických pro stáří. Řízení procesu buněčné autofagie má zjevně obrovské vyhlídky, a to jak v principu, tak v aplikacích.
V roce 2017 objevili nositelé Nobelovy ceny za medicínu mechanismus biologických hodin, který přímo ovlivňuje zdraví těla. Vědcům se nejen podařilo vysvětlit, jak se vše děje, ale také dokázali, že časté narušování těchto rytmů vede ke zvýšenému riziku onemocnění.
Dnes bude stránka vyprávět nejen o tomto významném objevu, ale vzpomene si i na další vědce, jejichž objevy v medicíně obrátily svět vzhůru nohama. Pokud jste se dříve o Nobelovu cenu nezajímali, tak dnes pochopíte, jak její objevy ovlivnily kvalitu vašeho života!
Laureáti Nobelovy ceny za medicínu za rok 2017 – co objevili?
Jeffrey Hall, Michael Rosbash a Michael Young byli schopni vysvětlit mechanismus biologických hodin. Skupina vědců přesně zjistila, jak se rostliny, zvířata a lidé přizpůsobují cyklickým změnám dne a noci.
Ukázalo se, že tzv. cirkadiánní rytmy jsou regulovány dobovými geny. V noci kódují proteiny v buňkách, které se během dne spotřebovávají.
Biologické hodiny jsou zodpovědné za řadu procesů v těle – hladinu hormonů, metabolické procesy, spánek a tělesnou teplotu. Pokud vnější prostředí neodpovídá vnitřním rytmům, pak zažíváme zhoršení pohody. Pokud k tomu dochází často, zvyšuje se riziko onemocnění.
Biologické hodiny přímo ovlivňují fungování těla. Pokud se jejich rytmus neshoduje s aktuálním prostředím, pak se člověk nejen cítí hůř, ale zvyšuje se i riziko některých onemocnění.
Laureáti Nobelovy ceny za medicínu: Top 10 nejdůležitějších objevů
Lékařské objevy nedávají vědcům jen nové informace, ale pomáhají zlepšovat život člověka, udržovat jeho zdraví a pomáhají překonávat nemoci a epidemie. Nobelova cena se uděluje od roku 1901 – a za více než století bylo učiněno mnoho objevů. Na webu ceny najdete jakési hodnocení osobností vědců a výsledků jejich vědecké práce. Samozřejmě nelze říci, že jeden lékařský objev je méně důležitý než jiný.
1. Francis Crick- tento britský vědec obdržel v roce 1962 cenu za svůj podrobný výzkum struktury DNA. Dokázal také odhalit význam nukleových kyselin pro přenos informací z generace na generaci.
3. Karla Landsteinera- imunolog, který v roce 1930 zjistil, že lidstvo má několik krevních skupin. Díky tomu se transfuze krve stala bezpečnou a běžnou praxí v medicíně a zachránila životy mnoha lidí.
4. Tu You You- tato žena získala v roce 2015 ocenění za vývoj nových, účinnějších léčebných postupů malárie. Objevila drogu, která se vyrábí z pelyňku. Mimochodem, byla to Tu Youyou, která se stala první ženou v Číně, která získala Nobelovu cenu za medicínu.
5. Severo Ochoa- obdržel Nobelovu cenu za objev mechanismů biologické syntézy DNA a RNA. Stalo se tak v roce 1959.
6. Yoshinori Ohsumi- tito vědci objevili mechanismy autofagie. Japonci obdrželi ocenění v roce 2016.
7. Robert Koch- pravděpodobně jeden z nejznámějších laureátů Nobelovy ceny. Tento mikrobiolog objevil v roce 1905 bacil tuberkulózy, Vibrio cholerae a antrax. Objev umožnil začít bojovat s těmito nebezpečnými nemocemi, na které každoročně umírá mnoho lidí.
8. James Dewey- Americký biolog, který ve spolupráci se dvěma svými kolegy objevil strukturu DNG. Stalo se tak v roce 1952.
9. Ivan Pavlov- první laureát z Ruska, vynikající fyziolog, který v roce 1904 obdržel cenu za revoluční práci o fyziologii trávení.
10. Alexander Fleming- tento vynikající bakteriolog z Velké Británie objevil penicilin. Stalo se to v roce 1945 – a radikálně změnilo běh dějin.
Každý z těchto vynikajících lidí přispěl k rozvoji medicíny. Asi se to nedá měřit hmotnými výhodami nebo udělováním titulů. Tito laureáti Nobelovy ceny však díky svým objevům zůstanou navždy v historii lidstva!
Ivan Pavlov, Robert Koch, Ronald Ross a další vědci – ti všichni učinili důležité objevy v oblasti medicíny, které pomohly zachránit životy mnoha lidí. Právě díky jejich práci máme nyní možnost získat skutečnou pomoc v nemocnicích a na klinikách, netrpíme epidemiemi a víme, jak léčit různé nebezpečné nemoci.
Laureáti Nobelovy ceny za medicínu jsou vynikající lidé, jejichž objevy pomohly zachránit statisíce životů. Právě díky jejich úsilí máme nyní možnost léčit i ty nejsložitější nemoci. Úroveň medicíny se výrazně zvýšila za pouhé jedno století, ve kterém došlo k nejméně desítce důležitých objevů pro lidstvo. Každý vědec, který byl na cenu nominován, si však již zaslouží respekt. Právě díky takovým lidem můžeme zůstat dlouho zdraví a plni síly! A kolik důležitých objevů ještě před námi leží!
V roce 2018 získali Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu dva vědci z různých částí světa - James Ellison z USA a Tasuku Honjo z Japonska - kteří nezávisle objevili a studovali stejný jev. Objevili dva různé kontrolní body – mechanismy, kterými tělo potlačuje aktivitu T-lymfocytů, zabijáckých imunitních buněk. Pokud jsou tyto mechanismy zablokovány, T-lymfocyty se „uvolní“ a pošlou do boje proti rakovinným buňkám. Říká se tomu rakovinová imunoterapie a na klinikách se používá již několik let.
Nobelova komise miluje imunology: nejméně jedna z deseti cen ve fyziologii nebo medicíně se uděluje za teoretickou imunologickou práci. Ve stejném roce jsme začali mluvit o praktických úspěších. Laureáti Nobelovy ceny za rok 2018 nebyli známí ani tak svými teoretickými objevy, ale důsledky těchto objevů, které již šestým rokem pomáhají pacientům s rakovinou v boji s nádory.
Obecný princip interakce imunitního systému s nádory je následující. Nádorové buňky v důsledku mutací produkují proteiny, které se liší od „normálních“ proteinů, na které je tělo zvyklé. Proto na ně T buňky reagují, jako by to byly cizí předměty. V tom jim pomáhají dendritické buňky – špionážní buňky, které prolézají tkáněmi těla (mimochodem za svůj objev byly v roce 2011 oceněny Nobelovou cenou). Absorbují všechny plovoucí proteiny, rozkládají je a výsledné kousky zobrazují na svém povrchu jako součást proteinového komplexu MHC II (hlavní komplex histokompatibility, více podrobností viz: Klisny určují, zda otěhotnět nebo ne, podle hlavního histokompatibilního komplexu... jejich souseda, „Elements“, 15.01.2018). S takovým zavazadlem jsou dendritické buňky poslány do nejbližší lymfatické uzliny, kde tyto kousky zachycených proteinů ukazují (prezentují) T lymfocytům. Pokud zabijácká T-buňka (cytotoxický lymfocyt nebo zabijácký lymfocyt) rozpozná tyto antigenní proteiny svým receptorem, pak se aktivuje a začne se množit a tvoří klony. Poté se klonované buňky rozptýlí po celém těle a hledají cílové buňky. Na povrchu každé buňky v těle jsou proteinové komplexy MHC I, ve kterých visí kousky intracelulárních proteinů. Zabijácká T buňka hledá molekulu MHC I s cílovým antigenem, který dokáže rozpoznat svým receptorem. A jakmile dojde k rozpoznání, zabijácká T buňka zabije cílovou buňku tím, že udělá díry v její membráně a spustí v ní apoptózu (program smrti).
Tento mechanismus ale ne vždy funguje efektivně. Nádor je heterogenní systém buněk, které používají různé způsoby, jak se vyhnout imunitnímu systému (o jedné z nedávno objevených metod si přečtěte ve zprávách Rakovinné buňky zvyšují svou diverzitu sloučením s imunitními buňkami, „Elements“, 09/14/ 2018). Některé nádorové buňky skrývají MHC proteiny před svým povrchem, jiné ničí defektní proteiny a další vylučují látky potlačující imunitní systém. A čím „vzteklejší“ je nádor, tím menší je šance, že se s ním imunitní systém vyrovná.
Klasické metody boje s nádorem zahrnují různé způsoby zabíjení jeho buněk. Jak ale odlišit nádorové buňky od zdravých? Obvykle se používají kritéria „aktivní dělení“ (rakovinové buňky se dělí mnohem intenzivněji než většina zdravých buněk v těle, a to je cíleno radiační terapií, která poškozuje DNA a brání dělení) nebo „odolnost vůči apoptóze“ (chemoterapie pomáhá bojovat proti tento). Touto léčbou je ovlivněno mnoho zdravých buněk, jako jsou kmenové buňky, a neaktivní rakovinné buňky, jako jsou dormantní buňky, nejsou ovlivněny (viz: , „Prvky“, 6. 10. 2016). Proto se nyní často spoléhají na imunoterapii, tedy aktivaci vlastní imunity pacienta, protože imunitní systém odliší nádorovou buňku od zdravé lépe než externí léky. Svůj imunitní systém můžete aktivovat různými způsoby. Můžete například vzít kousek nádoru, vytvořit protilátky proti jeho proteinům a zavést je do těla, aby imunitní systém nádor lépe „viděl“. Nebo vezměte imunitní buňky a „vycvičte“ je, aby rozpoznávaly specifické proteiny. Ale letos se Nobelova cena uděluje za úplně jiný mechanismus – za odstranění blokády ze zabijáckých T buněk.
Když tento příběh poprvé začal, nikdo nepřemýšlel o imunoterapii. Vědci se pokusili rozluštit princip interakce mezi T buňkami a dendritickými buňkami. Při bližším zkoumání se ukazuje, že na jejich „komunikaci“ se nepodílí pouze MHC II s antigenním proteinem a T-buněčným receptorem. Vedle nich na povrchu buněk existují další molekuly, které se také účastní interakce. Celá tato struktura – mnoho proteinů na membránách, které se vzájemně spojují, když se dvě buňky setkají – se nazývá imunitní synapse (viz Imunologická synapse). Tato synapse zahrnuje například kostimulační molekuly (viz Kostimulace) – tytéž, které vysílají signál T-killerům, aby se aktivovali a vydali se hledat nepřítele. Byly objeveny jako první: receptor CD28 na povrchu T buňky a jeho ligand B7 (CD80) na povrchu dendritické buňky (obr. 4).
James Ellison a Tasuku Honjo nezávisle na sobě objevili další dvě možné složky imunitní synapse – dvě inhibiční molekuly. Ellison pracoval na molekule CTLA-4 objevené v roce 1987 (cytotoxický T-lymfocytární antigen-4, viz: J.-F. Brunet et al., 1987. Nový člen nadrodiny imunoglobulinů - CTLA-4). Původně se předpokládalo, že jde o další kostimulátor, protože se objevil pouze na aktivovaných T buňkách. Ellisonova zásluha spočívá v tom, že navrhl, že opak je pravdou: CTLA-4 se objevuje na aktivovaných buňkách speciálně proto, aby je bylo možné zastavit! (M. F. Krummel, J. P. Allison, 1995. CD28 a CTLA-4 mají opačné účinky na reakci T buněk na stimulaci). Dále se ukázalo, že CTLA-4 má podobnou strukturu jako CD28 a může se také vázat na B7 na povrchu dendritických buněk, a dokonce silněji než CD28. To znamená, že na každé aktivované T buňce je inhibiční molekula, která soutěží s aktivační molekulou o příjem signálu. A protože imunitní synapse zahrnuje mnoho molekul, je výsledek určen poměrem signálů - kolik molekul CD28 a CTLA-4 bylo schopno kontaktovat B7. V závislosti na tom T-buňka buď pokračuje v práci, nebo zamrzne a nemůže nikoho napadnout.
Tasuku Honjo objevil na povrchu T buněk další molekulu - PD-1 (její název je zkratka pro programovanou smrt), která se váže na ligand PD-L1 na povrchu dendritických buněk (Y. Ishida et al., 1992. Induced exprese PD-1, nového člena superrodiny imunoglobulinových genů, po programované buněčné smrti). Ukázalo se, že myší knockout pro gen PD-1 (bez odpovídajícího proteinu) vyvine něco podobného jako systémový lupus erythematodes. Jde o autoimunitní onemocnění, což je stav, kdy imunitní buňky napadají normální molekuly těla. Honjo proto dospěl k závěru, že PD-1 funguje také jako blokátor, který omezuje autoimunitní agresi (obr. 5). Jde o další projev důležitého biologického principu: pokaždé, když se spustí nějaký fyziologický proces, spustí se paralelně ten opačný (například koagulační a antikoagulační systém krve), aby se zabránilo „přeplnění plánu“, které může být pro tělo škodlivý.
Obě blokující molekuly – CTLA-4 a PD-1 – a jejich odpovídající signální dráhy se nazývaly imunitní kontrolní body. kontrolní bod- kontrolní bod, viz Imunitní kontrolní bod). Zřejmě jde o analogii s kontrolními body buněčného cyklu (viz Kontrolní bod buněčného cyklu) - okamžiky, kdy se buňka „rozhoduje“, zda může pokračovat v dalším dělení nebo zda jsou některé její součásti výrazně poškozeny.
Tím ale příběh neskončil. Oba vědci se rozhodli najít využití pro nově objevené molekuly. Jejich myšlenkou bylo, že mohou aktivovat imunitní buňky, pokud blokují blokátory. Je pravda, že autoimunitní reakce budou nevyhnutelně vedlejším účinkem (jak se nyní děje u pacientů léčených inhibitory kontrolních bodů), ale pomůže to porazit nádor. Vědci navrhli blokování blokátorů pomocí protilátek: vazbou na CTLA-4 a PD-1 je mechanicky uzavřou a zabrání jim v interakci s B7 a PD-L1, zatímco T buňka nepřijímá inhibiční signály (obr. 6).
Mezi objevením kontrolních bodů a schválením léků na bázi jejich inhibitorů uplynulo nejméně 15 let. V současné době se používá šest takových léků: jeden blokátor CTLA-4 a pět blokátorů PD-1. Proč byly blokátory PD-1 úspěšnější? Faktem je, že mnoho nádorových buněk také nese PD-L1 na svém povrchu, aby blokovaly aktivitu T buněk. CTLA-4 tedy obecně aktivuje zabijácké T buňky, zatímco PD-L1 působí konkrétněji na nádory. A s blokátory PD-1 je o něco méně komplikací.
Moderní metody imunoterapie bohužel zatím nejsou všelékem. Za prvé, inhibitory kontrolních bodů stále neposkytují 100% přežití pacientů. Za druhé, nepůsobí na všechny nádory. Za třetí, jejich účinnost závisí na genotypu pacienta: čím rozmanitější jsou jeho molekuly MHC, tím vyšší je šance na úspěch (o diverzitě proteinů MHC viz: Diverzita histokompatibilních proteinů zvyšuje reprodukční úspěšnost u samců pěnice a snižuje ji u samic, “ Elements“, 29.08.2018). Přesto se z toho vyklubal krásný příběh o tom, jak teoretický objev nejprve změní naše chápání interakce imunitních buněk a pak se zrodí léky použitelné na klinice.
A nositelé Nobelovy ceny mají dále na čem pracovat. Přesné mechanismy, jak fungují inhibitory kontrolních bodů, nejsou stále plně známy. Například v případě CTLA-4 stále není jasné, se kterými buňkami blokující lék interaguje: se samotnými T-killer buňkami nebo s dendritickými buňkami nebo dokonce s T-regulačními buňkami - populací T-lymfocytů zodpovědný za potlačení imunitní reakce. Tento příběh tedy ve skutečnosti ještě zdaleka nekončí.
Polina Loseva
