Στις αρχές Οκτωβρίου, η Επιτροπή Νόμπελ συνόψισε τις εργασίες για το 2016 σε διάφορους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας που απέφεραν τα μεγαλύτερα οφέλη και όρισε τους υποψηφίους για το βραβείο Νόμπελ.
Μπορείτε να είστε δύσπιστοι σχετικά με αυτό το βραβείο όσο θέλετε, να αμφιβάλλετε για την αντικειμενικότητα της επιλογής των βραβευθέντων, να αμφισβητήσετε την αξία των θεωριών και των προσόντων που προβάλλονται για υποψηφιότητα... Όλα αυτά βέβαια γίνονται... Λοιπόν, πες μου, τι αξία έχει το βραβείο ειρήνης που απονεμήθηκε πχ στον Μιχαήλ Γκορμπατσόφ το 1990... ή το παρόμοιο βραβείο που δημιούργησε ακόμη περισσότερο θόρυβο το 2009 σε Αμερικανούς Ο Πρόεδρος Μπαράκ Ομπάμα για την ειρήνη στον πλανήτη 🙂;
βραβεία Νόμπελ
Και φέτος το 2016 δεν ήταν χωρίς κριτική και συζητήσεις νέων βραβευθέντων, για παράδειγμα, ο κόσμος δέχτηκε διφορούμενα την απονομή του βραβείου στον τομέα της λογοτεχνίας, το οποίο πήγε στον Αμερικανό τραγουδιστή ροκ Μπομπ Ντύλαν για τα ποιήματά του σε τραγούδια και τον τραγουδιστή Ο ίδιος αντέδρασε ακόμη πιο διφορούμενα στο βραβείο, αντιδρώντας για την τελετή απονομής μόλις δύο εβδομάδες αργότερα...
Ωστόσο, ανεξάρτητα από τη φιλισταική μας γνώμη, αυτό το υψηλό το βραβείο θεωρείται το πιο διάσημοβραβείο στον επιστημονικό κόσμο, ζει για περισσότερα από εκατό χρόνια, έχει στο ενεργητικό του εκατοντάδες βραβεία και ένα χρηματικό έπαθλο εκατομμυρίων δολαρίων.
Το Ίδρυμα Νόμπελ ιδρύθηκε το 1900 μετά τον θάνατο του διαθέτη του Άλφρεντ Νόμπελ- ένας εξαιρετικός Σουηδός επιστήμονας, ακαδημαϊκός, Ph.D., εφευρέτης του δυναμίτη, ανθρωπιστής, ακτιβιστής της ειρήνης κ.λπ.
Ρωσίακατατάσσεται στη λίστα των βραβευθέντων 7η θέση, έχει ιστορία βραβείων 23 νομπελίστεςή 19 περιπτώσεις βραβείων(υπάρχουν ομαδικά). Ο τελευταίος Ρώσος που τιμήθηκε με αυτήν την υψηλή τιμή ήταν ο Vitaly Ginzburg το 2010 για τις ανακαλύψεις του στον τομέα της φυσικής.
Έτσι, τα βραβεία για το 2016 μοιράζονται, τα βραβεία θα απονεμηθούν στη Στοκχόλμη, το συνολικό μέγεθος του ταμείου αλλάζει συνεχώς και το μέγεθος του βραβείου αλλάζει ανάλογα.
Βραβείο Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής για το 2016
Λίγοι απλοί άνθρωποι, μακριά από την επιστήμη, εμβαθύνουν στην ουσία των επιστημονικών θεωριών και ανακαλύψεων που αξίζουν ιδιαίτερης αναγνώρισης. Και εγώ είμαι ένας από αυτούς :-) . Αλλά σήμερα θέλω απλώς να σταθώ λίγο πιο αναλυτικά σε ένα από τα βραβεία για φέτος. Γιατί ιατρική και φυσιολογία; Ναι, είναι απλό, μια από τις πιο έντονες ενότητες του blog μου είναι το «Being Healthy», γιατί η δουλειά των Ιαπώνων με ενδιέφερε και κατάλαβα λίγο την ουσία της. Νομίζω ότι το άρθρο θα ενδιαφέρει τους ανθρώπους που ακολουθούν έναν υγιεινό τρόπο ζωής.
Λοιπόν, ο νομπελίστας στον τομέα φυσιολογίας και ιατρικής για το 2016έγινε ένας Ιάπωνας 71 ετών Yoshinori OhsumiΟ Yoshinori Ohsumi είναι μοριακός βιολόγος στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Τόκιο. Το θέμα του έργου του είναι «Ανακάλυψη των μηχανισμών της αυτοφαγίας».
ΑυτοφαγίαΜετάφραση από τα ελληνικά, το «αυτοφάγος» ή «αυτοφάγος» είναι ένας μηχανισμός επεξεργασίας και ανακύκλωσης περιττών χρησιμοποιημένων τμημάτων του κυττάρου, ο οποίος εκτελείται από το ίδιο το κύτταρο. Με απλά λόγια, το κύτταρο τρώει τον εαυτό του. Η αυτοφαγία είναι εγγενής σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων.
Η ίδια η διαδικασία είναι γνωστή εδώ και πολύ καιρό. Η έρευνα του επιστήμονα, που διεξήχθη στη δεκαετία του '90, αποκάλυψε και έδωσε τη δυνατότητα όχι μόνο να κατανοήσουμε λεπτομερώς τη σημασία της διαδικασίας αυτοφαγίας για πολλές φυσιολογικές διεργασίες που συμβαίνουν μέσα σε έναν ζωντανό οργανισμό, ιδιαίτερα κατά την προσαρμογή στην πείνα, την απόκριση στη μόλυνση, αλλά επίσης για τον εντοπισμό των γονιδίων που ενεργοποιούν αυτή τη διαδικασία.
Πώς συμβαίνει η διαδικασία καθαρισμού του σώματος; Και όπως καθαρίζουμε τα σκουπίδια μας στο σπίτι, μόνο αυτόματα: τα κύτταρα συσκευάζουν όλα τα περιττά σκουπίδια και τις τοξίνες σε ειδικά «δοχεία» - αυτοφαγοσώματα, και μετά τα μετακινούν στα λυσοσώματα. Εδώ αφομοιώνονται οι περιττές πρωτεΐνες και τα κατεστραμμένα ενδοκυτταρικά στοιχεία και απελευθερώνεται καύσιμο, το οποίο χρησιμοποιείται για τη θρέψη των κυττάρων και την κατασκευή νέων. Είναι τόσο απλό!
Αλλά αυτό που είναι πιο ενδιαφέρον σε αυτή τη μελέτη: η αυτοφαγία ξεκινά πιο γρήγορα και προχωρά πιο δυναμικά σε περιπτώσεις που το σώμα βιώνει άγχος και ειδικά κατά τη διάρκεια της ΝΗΣΤΕΙΑΣ.
Η ανακάλυψη του νικητή του βραβείου Νόμπελ αποδεικνύει: η θρησκευτική νηστεία και ακόμη και η περιοδική, περιορισμένη πείνα εξακολουθούν να είναι ευεργετικές για έναν ζωντανό οργανισμό. Και οι δύο αυτές διεργασίες διεγείρουν την αυτοφαγία, καθαρίζουν το σώμα, ανακουφίζουν από το φορτίο στα πεπτικά όργανα, προστατεύοντας έτσι από την πρόωρη γήρανση.
Οι αποτυχίες στις διαδικασίες αυτοφαγίας οδηγούν σε ασθένειες όπως η νόσος του Πάρκινσον, ο διαβήτης και ακόμη και ο καρκίνος. Οι γιατροί αναζητούν τρόπους καταπολέμησής τους χρησιμοποιώντας φάρμακα. Ή μήπως απλά δεν χρειάζεται να φοβάστε να υποβάλετε το σώμα σας σε νηστεία που βελτιώνει την υγεία, διεγείροντας έτσι τις διαδικασίες ανανέωσης στα κύτταρα; Τουλάχιστον περιστασιακά...
Η εργασία του επιστήμονα επιβεβαίωσε για άλλη μια φορά πόσο εκπληκτικά λεπτό και έξυπνο είναι το σώμα μας και πόσο μακριά δεν είναι γνωστές όλες οι διεργασίες σε αυτό...
Ο Ιάπωνας επιστήμονας θα λάβει ένα βραβείο οκτώ εκατομμυρίων σουηδικών κορωνών (932 χιλιάδες δολάρια) μαζί με άλλους παραλήπτες στη Στοκχόλμη στις 10 Δεκεμβρίου, την ημέρα του θανάτου του Άλφρεντ Νόμπελ. Και νομίζω ότι αξίζει…
Ενδιαφέρθηκες έστω και λίγο; Πώς αισθάνεστε για τέτοια συμπεράσματα από τους Ιάπωνες; Σε κάνουν ευτυχισμένο;
Η ιστορία του βραβείου Νόμπελ είναι πολύ μεγάλη. Θα προσπαθήσω να το πω εν συντομία.
Ο Άλφρεντ Νόμπελ άφησε διαθήκη, με την οποία επιβεβαίωσε επίσημα την επιθυμία του να επενδύσει όλες τις οικονομίες του (περίπου 33.233.792 σουηδικές κορώνες) στην ανάπτυξη και υποστήριξη της επιστήμης. Στην πραγματικότητα, αυτός ήταν ο κύριος καταλύτης του 20ου αιώνα, που συνέβαλε στην προώθηση των σύγχρονων επιστημονικών υποθέσεων.
Ο Άλφρεντ Νόμπελ είχε ένα σχέδιο, ένα απίστευτο σχέδιο, το οποίο έγινε γνωστό μόνο μετά το άνοιγμα της διαθήκης του τον Ιανουάριο του 1897. Το πρώτο μέρος περιείχε τις συνήθεις οδηγίες για μια τέτοια περίπτωση. Αλλά μετά από αυτές τις παραγράφους υπήρχαν άλλες που είπαν:
«Όλη η κινητή και ακίνητη περιουσία μου πρέπει να μετατραπεί από τους εκτελεστές μου σε ρευστά περιουσιακά στοιχεία και το κεφάλαιο που θα συγκεντρωθεί πρέπει να τοποθετηθεί σε αξιόπιστη τράπεζα. μπόνους σε όσους κατά τη διάρκεια του περασμένου έτους συνέβαλαν τη σημαντικότερη συμβολή στην επιστήμη, τη λογοτεχνία ή την ειρήνη και των οποίων οι δραστηριότητες απέφεραν τα μεγαλύτερα οφέλη στην ανθρωπότητα. Βραβείο Επίτευξης στη Φυσιολογία και την Ιατρική - Karolinska Institutet, το Βραβείο Λογοτεχνίας από την Ακαδημία της Στοκχόλμης, το Βραβείο Ειρήνης από μια πενταμελή επιτροπή που ορίστηκε από το Storting της Νορβηγίας. Είναι επίσης η τελευταία μου επιθυμία τα βραβεία να απονεμηθούν στους πιο άξιους υποψηφίους, είτε είναι Σκανδιναβοί είτε όχι. Παρίσι, 27 Νοεμβρίου 1895"
Οι διαχειριστές του Ινστιτούτου εκλέγονται από ορισμένους οργανισμούς. Κάθε μέλος της διοίκησης διατηρείται εμπιστευτικό μέχρι τη συζήτηση. Μπορεί να ανήκει σε οποιαδήποτε εθνικότητα. Υπάρχουν δεκαπέντε διαχειριστές του βραβείου Νόμπελ συνολικά, τρεις για κάθε βραβείο. Διορίζουν το διοικητικό συμβούλιο. Ο Πρόεδρος και ο Αντιπρόεδρος αυτού του συμβουλίου διορίζονται από τον Βασιλιά της Σουηδίας αντίστοιχα.
Όποιος προτείνει την υποψηφιότητά του θα αποκλειστεί. Ένας υποψήφιος στον τομέα του μπορεί να προταθεί από έναν προηγούμενο νικητή του βραβείου, τον οργανισμό που είναι υπεύθυνος για την παρουσίαση του βραβείου ή το άτομο που προτείνει το βραβείο αμερόληπτα. Πρόεδροι ακαδημιών, λογοτεχνικών και επιστημονικών εταιρειών, ορισμένων διεθνών κοινοβουλευτικών οργανισμών, επιστήμονες που εργάζονται σε μεγάλα πανεπιστήμια, ακόμη και μέλη κυβερνήσεων έχουν επίσης δικαίωμα να προτείνουν τον υποψήφιο τους. Εδώ, όμως, είναι απαραίτητο να διευκρινιστεί: μόνο διάσημοι άνθρωποι και μεγάλοι οργανισμοί μπορούν να προτείνουν τον υποψήφιο τους. Είναι σημαντικό ο υποψήφιος να μην έχει καμία σχέση με αυτά.
Αυτοί οι οργανισμοί, που μπορεί να φαίνονται πολύ άκαμπτοι, αποτελούν εξαιρετική απόδειξη της δυσπιστίας του Νόμπελ για τις ανθρώπινες αδυναμίες.
Η περιουσία του Νόμπελ, που περιελάμβανε περιουσία αξίας άνω των τριάντα εκατομμυρίων κορωνών, χωρίστηκε σε δύο μέρη. Το πρώτο - 28 εκατομμύρια κορώνες - έγινε το κύριο ταμείο του βραβείου. Με τα υπόλοιπα χρήματα, το κτίριο στο οποίο βρίσκεται ακόμη αγοράστηκε για το Ίδρυμα Νόμπελ, επιπλέον, από αυτά τα χρήματα διατέθηκαν κονδύλια στα οργανωτικά ταμεία κάθε βραβείου και ποσά για έξοδα για οργανισμούς που ανήκουν στο Ίδρυμα Νόμπελ.
τον οποίο η επιτροπή.
Από το 1958, το Ίδρυμα Νόμπελ έχει επενδύσει σε ομόλογα, ακίνητα και μετοχές. Υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί στις επενδύσεις στο εξωτερικό. Αυτές οι μεταρρυθμίσεις βασίστηκαν στην ανάγκη προστασίας του κεφαλαίου από τον πληθωρισμό.Είναι σαφές ότι στην εποχή μας αυτό σημαίνει πολλά.
Ας δούμε μερικά ενδιαφέροντα παραδείγματα παρουσιάσεων βραβείων σε όλη την ιστορία του.
Αλεξάντερ ΦΛΕΜΙΝΓΚ.
Ο Αλεξάντερ Φλέμινγκ τιμήθηκε με το βραβείο για την ανακάλυψη της πενικιλίνης και τις θεραπευτικές της επιδράσεις σε διάφορες μολυσματικές ασθένειες. Το ευτυχές ατύχημα - η ανακάλυψη της πενικιλίνης από τον Φλέμινγκ - ήταν το αποτέλεσμα ενός συνδυασμού περιστάσεων τόσο απίστευτων που είναι σχεδόν αδύνατο να πιστευτούν, και ο Τύπος έλαβε μια συγκλονιστική ιστορία που θα μπορούσε να αιχμαλωτίσει τη φαντασία οποιουδήποτε ατόμου. Κατά τη γνώμη μου, είχε μια ανεκτίμητη συμβολή (ναι, νομίζω ότι όλοι θα συμφωνήσουν μαζί μου ότι επιστήμονες όπως ο Φλέμινγκ δεν θα ξεχαστούν ποτέ και οι ανακαλύψεις τους θα μας προστατεύουν πάντα αόρατα). Όλοι γνωρίζουμε ότι ο ρόλος της πενικιλίνης στην ιατρική είναι δύσκολο να υπερεκτιμηθεί. Αυτό το φάρμακο έσωσε τις ζωές πολλών ανθρώπων (συμπεριλαμβανομένου του πολέμου, όπου χιλιάδες άνθρωποι πέθαναν από μολυσματικές ασθένειες).
Howard W. FLORY.Βραβείο Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής, 1945
Ο Χάουαρντ Φλόρεϊ έλαβε το βραβείο για την ανακάλυψη της πενικιλίνης και τις θεραπευτικές της επιδράσεις σε διάφορες μολυσματικές ασθένειες. Η πενικιλίνη, που ανακαλύφθηκε από τον Φλέμινγκ, ήταν χημικά ασταθής και μπορούσε να ληφθεί μόνο σε μικρές ποσότητες. Η Flory ηγήθηκε της έρευνας για το φάρμακο. Καθιέρωσε την παραγωγή πενικιλίνης στις ΗΠΑ, χάρη στις τεράστιες πιστώσεις που διατέθηκαν για το έργο.
Ilya MECHNIKOV.Βραβείο Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής, 1908
Ο Ρώσος επιστήμονας Ilya Mechnikov βραβεύτηκε για την εργασία του σχετικά με την ανοσία. Η πιο σημαντική συνεισφορά του Mechnikov στην επιστήμη ήταν μεθοδολογικής φύσης: στόχος του επιστήμονα ήταν να μελετήσει «την ανοσία στις μολυσματικές ασθένειες από τη σκοπιά της κυτταρικής φυσιολογίας». Το όνομα του Mechnikov συνδέεται με μια δημοφιλή εμπορική μέθοδο παρασκευής κεφίρ. Φυσικά, η ανακάλυψη του Μ. ήταν μεγάλη και πολύ χρήσιμη· με τα έργα του έβαλε τα θεμέλια για πολλές μεταγενέστερες ανακαλύψεις.
Ιβάν ΠΑΥΛΟΦ.Βραβείο Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής, 1904
Ο Ivan Pavlov τιμήθηκε με βραβείο για την εργασία του στη φυσιολογία της πέψης. Πειράματα σχετικά με το πεπτικό σύστημα οδήγησαν στην ανακάλυψη ρυθμισμένων αντανακλαστικών. Η ικανότητα του Pavlov στη χειρουργική ήταν αξεπέραστη. Ήταν τόσο καλός και με τα δύο χέρια που ποτέ δεν ήξερες ποιο χέρι θα χρησιμοποιούσε μετά.
Camillo GOLGI.Βραβείο Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής, 1906
Ως αναγνώριση της δουλειάς του στη δομή του νευρικού συστήματος, ο Camillo Golgi τιμήθηκε με το βραβείο. Ο Golgi ταξινόμησε τους τύπους των νευρώνων και έκανε πολλές ανακαλύψεις σχετικά με τη δομή των μεμονωμένων κυττάρων και το νευρικό σύστημα στο σύνολό του. Η συσκευή Golgi, ένα λεπτό δίκτυο συνυφασμένων νημάτων μέσα στα νευρικά κύτταρα, αναγνωρίζεται και θεωρείται ότι εμπλέκεται στην τροποποίηση και έκκριση πρωτεϊνών. Αυτός ο μοναδικός επιστήμονας είναι γνωστός σε όλους όσους έχουν μελετήσει τη δομή των κυττάρων. Συμπεριλαμβανομένου εμένα και ολόκληρης της τάξης μας.
Georg BEKESHI. Βραβείο Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής, 1961
Ο φυσικός Georg Bekesi μελέτησε τις μεμβράνες των τηλεφώνων, οι οποίες παραμόρφωσαν τους ηχητικούς κραδασμούς, σε αντίθεση με το τύμπανο. Από αυτή την άποψη, άρχισε να μελετά τις φυσικές ιδιότητες των οργάνων ακοής. Έχοντας αναδημιουργήσει μια πλήρη εικόνα της εμβιομηχανικής του κοχλία, οι σύγχρονοι ωτοχειρουργοί έχουν την ευκαιρία να εμφυτεύουν τεχνητά τύμπανα και ακουστικά οστάρια. Αυτό το έργο του Bekeshi βραβεύτηκε. Αυτές οι ανακαλύψεις γίνονται ιδιαίτερα επίκαιρες στην εποχή μας, όταν η τεχνολογία των υπολογιστών έχει αναπτυχθεί σε απίστευτες διαστάσεις και το πρόβλημα της εμφύτευσης μετακινείται σε ένα ποιοτικά διαφορετικό επίπεδο.Με τις ανακαλύψεις του, έδωσε τη δυνατότητα σε πολλούς κόσμος να ξανακούσει.
Εμίλ φον ΜΠΕΡΙΝΓΚ. Βραβείο Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής, 1901
Για το έργο του στη θεραπεία ορού, κυρίως για τη χρήση του στη θεραπεία της διφθερίτιδας, που άνοιξε νέους δρόμους στην ιατρική επιστήμη και έδωσε στα χέρια των γιατρών ένα νικηφόρο όπλο κατά της ασθένειας και του θανάτου, ο Emil von Behring τιμήθηκε με το βραβείο. Κατά τη διάρκεια του Πρώτου Παγκοσμίου Πολέμου, το εμβόλιο κατά του τετάνου που δημιούργησε ο Μπέρινγκ έσωσε τις ζωές πολλών Γερμανών στρατιωτών.Φυσικά, αυτά ήταν μόνο τα βασικά της ιατρικής. Κανείς όμως μάλλον δεν αμφιβάλλει ότι αυτή η ανακάλυψη έδωσε πολλά για την ανάπτυξη της ιατρικής και για όλη την ανθρωπότητα γενικότερα. Το όνομά του θα μείνει για πάντα χαραγμένο στην ιστορία της ανθρωπότητας.
George W. BEADLE.Βραβείο Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής, 1958
Ο George Beadle έλαβε το βραβείο για τις ανακαλύψεις του σχετικά με τον ρόλο των γονιδίων σε συγκεκριμένες βιοχημικές διεργασίες. Πειράματα έχουν αποδείξει ότι ορισμένα γονίδια είναι υπεύθυνα για τη σύνθεση συγκεκριμένων κυτταρικών ουσιών. Οι εργαστηριακές μέθοδοι που αναπτύχθηκαν από τους George Beadle και Edward Tatham αποδείχθηκαν χρήσιμες για την αύξηση της φαρμακολογικής παραγωγής πενικιλίνης, μιας σημαντικής ουσίας που παράγεται από ειδικούς μύκητες. Όλοι πιθανότατα γνωρίζουν για την ύπαρξη της προαναφερθείσας πενικιλίνης και τη σημασία της, επομένως ο ρόλος της ανακάλυψης αυτών των επιστημόνων είναι ανεκτίμητος στη σύγχρονη κοινωνία.
Το 2016, η Επιτροπή Νόμπελ απένειμε το Βραβείο Φυσιολογίας ή Ιατρικής στον Ιάπωνα επιστήμονα Yoshinori Ohsumi για την ανακάλυψη της αυτοφαγίας και την αποκρυπτογράφηση του μοριακού της μηχανισμού. Η αυτοφαγία είναι η διαδικασία επεξεργασίας χρησιμοποιημένων οργανιδίων και συμπλεγμάτων πρωτεϊνών· είναι σημαντική όχι μόνο για την οικονομική διαχείριση της κυτταρικής διαχείρισης, αλλά και για την ανανέωση της κυτταρικής δομής. Η αποκρυπτογράφηση της βιοχημείας αυτής της διαδικασίας και της γενετικής της βάσης προϋποθέτει τη δυνατότητα παρακολούθησης και διαχείρισης της όλης διαδικασίας και των επιμέρους σταδίων της. Και αυτό δίνει στους ερευνητές προφανείς θεμελιώδεις και εφαρμοσμένες προοπτικές.
Η επιστήμη προχωρά με τόσο απίστευτο ρυθμό που ένας μη ειδικός δεν έχει χρόνο να συνειδητοποιήσει τη σημασία της ανακάλυψης και το βραβείο Νόμπελ έχει ήδη απονεμηθεί γι 'αυτό. Στη δεκαετία του '80 του περασμένου αιώνα, στα εγχειρίδια βιολογίας στην ενότητα για τη δομή των κυττάρων, θα μπορούσε κανείς να μάθει, μεταξύ άλλων οργανιδίων, για τα λυσοσώματα - μεμβρανικά κυστίδια γεμάτα με ένζυμα μέσα. Αυτά τα ένζυμα στοχεύουν στη διάσπαση διαφόρων μεγάλων βιολογικών μορίων σε μικρότερα μπλοκ (πρέπει να σημειωθεί ότι εκείνη την εποχή ο καθηγητής βιολογίας μας δεν ήξερε ακόμα γιατί χρειάζονταν τα λυσοσώματα). Ανακαλύφθηκαν από τον Christian de Duve, για τον οποίο τιμήθηκε με το Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής το 1974.
Ο Christian de Duve και οι συνεργάτες του διαχώρισαν λυσοσώματα και υπεροξισώματα από άλλα κυτταρικά οργανίδια χρησιμοποιώντας μια τότε νέα μέθοδο - τη φυγοκέντρηση, η οποία επιτρέπει στα σωματίδια να ταξινομούνται κατά μάζα. Τα λυσοσώματα χρησιμοποιούνται πλέον ευρέως στην ιατρική. Για παράδειγμα, οι ιδιότητές τους είναι η βάση για τη στοχευμένη χορήγηση φαρμάκων σε κατεστραμμένα κύτταρα και ιστούς: ένα μοριακό φάρμακο τοποθετείται μέσα σε ένα λυσόσωμα λόγω της διαφοράς οξύτητας μέσα και έξω από αυτό, και στη συνέχεια το λυσόσωμα, εξοπλισμένο με συγκεκριμένες ετικέτες, αποστέλλεται στον προσβεβλημένο ιστό.
Τα λυσοσώματα είναι αδιάκριτα από τη φύση της δραστηριότητάς τους - διασπούν τυχόν μόρια και μοριακά σύμπλοκα στα συστατικά τους μέρη. Πιο στενοί «ειδικοί» είναι τα πρωτεοσώματα, τα οποία στοχεύουν μόνο στη διάσπαση των πρωτεϊνών (βλ.: «Elements», 11/05/2010). Ο ρόλος τους στην κυτταρική οικονομία δύσκολα μπορεί να υπερεκτιμηθεί: παρακολουθούν τα ένζυμα που έχουν λήξει και τα καταστρέφουν όπως χρειάζεται. Αυτή η περίοδος, όπως γνωρίζουμε, ορίζεται με μεγάλη ακρίβεια - ακριβώς όσο χρόνο το κύτταρο εκτελεί μια συγκεκριμένη εργασία. Εάν τα ένζυμα δεν καταστρέφονταν μετά την ολοκλήρωσή της, τότε η συνεχιζόμενη σύνθεση θα ήταν δύσκολο να σταματήσει εγκαίρως.
Τα πρωτεοσώματα υπάρχουν σε όλα τα κύτταρα χωρίς εξαίρεση, ακόμη και σε αυτά χωρίς λυσοσώματα. Ο ρόλος των πρωτεασωμάτων και ο βιοχημικός μηχανισμός της εργασίας τους μελετήθηκε από τους Aaron Ciechanover, Avram Gershko και Irwin Rose στα τέλη της δεκαετίας του 1970 και στις αρχές της δεκαετίας του 1980. Ανακάλυψαν ότι τα πρωτεασώματα αναγνωρίζουν και καταστρέφουν πρωτεΐνες που είναι σημασμένες με την πρωτεΐνη ουβικιτίνη. Η αντίδραση δέσμευσης με ουβικιτίνη κοστίζει ATP. Το 2004, αυτοί οι τρεις επιστήμονες έλαβαν το Νόμπελ Χημείας για την έρευνά τους σχετικά με την αποικοδόμηση πρωτεϊνών που εξαρτάται από την ουβικιτίνη. Το 2010, ενώ κοίταζα ένα σχολικό πρόγραμμα σπουδών για χαρισματικά αγγλικά παιδιά, είδα μια σειρά από μαύρες κουκκίδες σε μια εικόνα μιας κυτταρικής δομής που είχαν χαρακτηριστεί ως πρωτεασώματα. Ωστόσο, ο δάσκαλος σε εκείνο το σχολείο δεν μπορούσε να εξηγήσει στους μαθητές τι ήταν και σε τι χρησιμεύουν αυτά τα μυστηριώδη πρωτεασώματα. Δεν υπήρχαν άλλες ερωτήσεις με τα λυσοσώματα σε αυτήν την εικόνα.
Ακόμη και στην αρχή της μελέτης των λυσοσωμάτων, παρατηρήθηκε ότι μερικά από αυτά περιείχαν μέρη κυτταρικών οργανιδίων. Αυτό σημαίνει ότι στα λυσοσώματα όχι μόνο μεγάλα μόρια αποσυναρμολογούνται σε μέρη, αλλά και μέρη του ίδιου του κυττάρου. Η διαδικασία της πέψης των δικών του κυτταρικών δομών ονομάζεται αυτοφαγία - δηλαδή «τρώγοντας τον εαυτό μας». Πώς μπαίνουν μέρη των κυτταρικών οργανιδίων στο λυσόσωμα που περιέχει υδρολάσες; Αυτό το θέμα άρχισε να μελετάται στη δεκαετία του '80, οι οποίοι μελέτησαν τη δομή και τις λειτουργίες των λυσοσωμάτων και των αυτοφαγοσωμάτων σε κύτταρα θηλαστικών. Ο ίδιος και οι συνάδελφοί του έδειξαν ότι τα αυτοφαγοσώματα εμφανίζονται μαζικά στα κύτταρα εάν αναπτύσσονται σε περιβάλλον χαμηλής περιεκτικότητας σε θρεπτικά συστατικά. Από αυτή την άποψη, προέκυψε μια υπόθεση ότι τα αυτοφαγοσώματα σχηματίζονται όταν χρειάζεται μια εφεδρική πηγή διατροφής - πρωτεΐνες και λίπη που αποτελούν μέρος των επιπλέον οργανιδίων. Πώς σχηματίζονται αυτά τα αυτοφαγοσώματα, χρειάζονται ως πηγή πρόσθετης διατροφής ή για άλλους κυτταρικούς σκοπούς, πώς τα βρίσκουν τα λυσοσώματα για την πέψη; Όλες αυτές οι ερωτήσεις δεν είχαν απαντήσεις στις αρχές της δεκαετίας του '90.
Αναλαμβάνοντας ανεξάρτητη έρευνα, ο Ohsumi εστίασε τις προσπάθειές του στη μελέτη των αυτοφαγοσωμάτων ζύμης. Σκέφτηκε ότι η αυτοφαγία πρέπει να είναι ένας διατηρημένος κυτταρικός μηχανισμός, επομένως, είναι πιο βολικό να τη μελετήσουμε σε απλά (σχετικά) και βολικά εργαστηριακά αντικείμενα.
Στη ζύμη, τα αυτοφαγοσώματα βρίσκονται μέσα στα κενοτόπια και στη συνέχεια αποσυντίθενται εκεί. Η χρήση τους πραγματοποιείται από διάφορα ένζυμα πρωτεϊνάσης. Εάν οι πρωτεϊνάσες σε ένα κύτταρο είναι ελαττωματικές, τότε τα αυτοφαγοσώματα συσσωρεύονται μέσα στα κενοτόπια και δεν διαλύονται. Ο Osumi εκμεταλλεύτηκε αυτή την ιδιότητα για να παράγει μια καλλιέργεια ζύμης με αυξημένο αριθμό αυτοφαγοσωμάτων. Αναπτύχθηκε καλλιέργειες ζύμης σε φτωχά μέσα - σε αυτή την περίπτωση, τα αυτοφαγοσώματα εμφανίζονται σε αφθονία, παρέχοντας ένα απόθεμα τροφής στο κύτταρο που πεινά. Αλλά οι καλλιέργειές του χρησιμοποίησαν μεταλλαγμένα κύτταρα με πρωτεϊνάσες που δεν λειτουργούσαν. Έτσι, ως αποτέλεσμα, τα κύτταρα συσσώρευσαν γρήγορα μια μάζα αυτοφαγοσωμάτων σε κενοτόπια.
Τα αυτοφαγοσώματα, όπως προκύπτει από τις παρατηρήσεις του, περιβάλλονται από μεμβράνες μονής στιβάδας, στο εσωτερικό των οποίων μπορεί να υπάρχει μεγάλη ποικιλία περιεχομένων: ριβοσώματα, μιτοχόνδρια, κόκκοι λιπιδίων και γλυκογόνου. Με την προσθήκη ή την αφαίρεση αναστολέων πρωτεάσης σε καλλιέργειες μη μεταλλαγμένων κυττάρων, είναι δυνατό να αυξηθεί ή να μειωθεί ο αριθμός των αυτοφαγοσωμάτων. Έτσι σε αυτά τα πειράματα αποδείχθηκε ότι αυτά τα κυτταρικά σώματα πέπτονται από ένζυμα πρωτεϊνάσης.
Πολύ γρήγορα, σε μόλις ένα χρόνο, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της τυχαίας μετάλλαξης, ο Ohsumi αναγνώρισε 13-15 γονίδια (APG1-15) και αντίστοιχα πρωτεϊνικά προϊόντα που εμπλέκονται στο σχηματισμό αυτοφαγοσωμάτων (M. Tsukada, Y. Ohsumi, 1993. Απομόνωση και χαρακτηρισμός του αυτοφαγία-ελαττωματικά μεταλλαγμένα του Saccharomyces cerevisiae). Μεταξύ των αποικιών κυττάρων με ελαττωματική δραστηριότητα πρωτεϊνάσης, επέλεξε με μικροσκόπιο εκείνα που δεν περιείχαν αυτοφαγοσώματα. Στη συνέχεια, καλλιεργώντας τα ξεχωριστά, ανακάλυψε ποια γονίδια είχαν καταστραφεί. Η ομάδα του χρειάστηκε άλλα πέντε χρόνια για να αποκρυπτογραφήσει, σε μια πρώτη προσέγγιση, τον μοριακό μηχανισμό του τρόπου λειτουργίας αυτών των γονιδίων.
Ήταν δυνατό να μάθουμε πώς λειτουργεί αυτός ο καταρράκτης, με ποια σειρά και πώς αυτές οι πρωτεΐνες συνδέονται μεταξύ τους, έτσι ώστε το αποτέλεσμα να είναι αυτοφαγόσωμα. Μέχρι το 2000, η εικόνα του σχηματισμού μεμβράνης γύρω από κατεστραμμένα οργανίδια που πρέπει να ανακυκλωθούν έγινε πιο ξεκάθαρη. Η απλή λιπιδική μεμβράνη αρχίζει να τεντώνεται γύρω από αυτά τα οργανίδια, σταδιακά περικυκλώνοντάς τα μέχρι τα άκρα της μεμβράνης να πλησιάσουν το ένα στο άλλο και να συγχωνευθούν για να σχηματίσουν τη διπλή μεμβράνη του αυτοφαγοσώματος. Αυτό το κυστίδιο στη συνέχεια μεταφέρεται στο λυσόσωμα και συντήκεται με αυτό.
Η διαδικασία σχηματισμού της μεμβράνης περιλαμβάνει πρωτεΐνες APG, ανάλογα των οποίων ο Yoshinori Ohsumi και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν σε θηλαστικά.
Χάρη στο έργο του Ohsumi, είδαμε όλη τη διαδικασία της αυτοφαγίας σε δυναμική. Το σημείο εκκίνησης της έρευνας του Osumi ήταν το απλό γεγονός της παρουσίας μυστηριωδών μικρών σωμάτων στα κύτταρα. Τώρα οι ερευνητές έχουν την ευκαιρία, αν και υποθετική, να ελέγξουν ολόκληρη τη διαδικασία της αυτοφαγίας.
Η αυτοφαγία είναι απαραίτητη για τη φυσιολογική λειτουργία του κυττάρου, αφού το κύτταρο πρέπει να μπορεί όχι μόνο να ανανεώνει τη βιοχημική και αρχιτεκτονική του οικονομία, αλλά και να χρησιμοποιεί περιττά πράγματα. Σε ένα κύτταρο υπάρχουν χιλιάδες φθαρμένα ριβοσώματα και μιτοχόνδρια, πρωτεΐνες μεμβράνης, εξαντλημένα μοριακά σύμπλοκα - όλα αυτά πρέπει να υποστούν οικονομική επεξεργασία και να τεθούν ξανά στην κυκλοφορία. Αυτό είναι ένα είδος κυτταρικής ανακύκλωσης. Αυτή η διαδικασία όχι μόνο παρέχει μια ορισμένη εξοικονόμηση, αλλά επίσης αποτρέπει την ταχεία γήρανση του κυττάρου. Η εξασθενημένη κυτταρική αυτοφαγία στον άνθρωπο οδηγεί στην ανάπτυξη της νόσου του Πάρκινσον, του διαβήτη τύπου ΙΙ, του καρκίνου και ορισμένων διαταραχών χαρακτηριστικών της τρίτης ηλικίας. Ο έλεγχος της διαδικασίας της κυτταρικής αυτοφαγίας έχει προφανώς τεράστιες προοπτικές, τόσο θεμελιωδώς όσο και σε εφαρμογές.
Το 2017, οι νικητές του βραβείου Νόμπελ ιατρικής ανακάλυψαν τον μηχανισμό του βιολογικού ρολογιού, που επηρεάζει άμεσα την υγεία του οργανισμού. Οι επιστήμονες όχι μόνο κατάφεραν να εξηγήσουν πώς συμβαίνουν όλα, αλλά απέδειξαν επίσης ότι η συχνή διαταραχή αυτών των ρυθμών οδηγεί σε αυξημένο κίνδυνο ασθενειών.
Σήμερα ο ιστότοπος θα μιλήσει όχι μόνο για αυτή τη σημαντική ανακάλυψη, αλλά θα θυμηθεί και άλλους επιστήμονες των οποίων οι ανακαλύψεις στην ιατρική ανέτρεψαν τον κόσμο. Αν πριν δεν σας ενδιέφερε το βραβείο Νόμπελ, τότε σήμερα θα καταλάβετε πώς οι ανακαλύψεις του επηρέασαν την ποιότητα της ζωής σας!
Οι βραβευθέντες με το Νόμπελ Ιατρικής 2017 - τι ανακάλυψαν;
Οι Jeffrey Hall, Michael Rosbash και Michael Young μπόρεσαν να εξηγήσουν τον μηχανισμό του βιολογικού ρολογιού. Μια ομάδα επιστημόνων ανακάλυψε ακριβώς πώς τα φυτά, τα ζώα και οι άνθρωποι προσαρμόζονται στις κυκλικές αλλαγές της νύχτας και της ημέρας.
Αποδείχθηκε ότι οι λεγόμενοι κιρκάδιοι ρυθμοί ρυθμίζονται από γονίδια περιόδου. Τη νύχτα, κωδικοποιούν πρωτεΐνες σε κύτταρα που χρησιμοποιούνται κατά τη διάρκεια της ημέρας.
Το βιολογικό ρολόι είναι υπεύθυνο για μια σειρά από διεργασίες στο σώμα - επίπεδα ορμονών, μεταβολικές διεργασίες, ύπνο και θερμοκρασία σώματος. Εάν το εξωτερικό περιβάλλον δεν ανταποκρίνεται στους εσωτερικούς ρυθμούς, τότε βιώνουμε επιδείνωση της ευημερίας. Εάν αυτό συμβαίνει συχνά, ο κίνδυνος ασθένειας αυξάνεται.
Το βιολογικό ρολόι επηρεάζει άμεσα τη λειτουργία του σώματος. Εάν ο ρυθμός τους δεν συμπίπτει με το τρέχον περιβάλλον, τότε όχι μόνο αισθάνεται κανείς χειρότερα, αλλά αυξάνεται και ο κίνδυνος ορισμένων ασθενειών.
Βραβευμένοι με Νόμπελ Ιατρικής: Οι 10 πιο σημαντικές ανακαλύψεις
Οι ιατρικές ανακαλύψεις δεν δίνουν απλώς στους επιστήμονες νέες πληροφορίες, αλλά βοηθούν στη βελτίωση της ζωής ενός ατόμου, στη διατήρηση της υγείας του και στην αντιμετώπιση ασθενειών και επιδημιών. Το βραβείο Νόμπελ απονέμεται από το 1901 - και για περισσότερο από έναν αιώνα, έχουν γίνει πολλές ανακαλύψεις. Στον ιστότοπο του βραβείου μπορείτε να βρείτε ένα είδος αξιολόγησης των προσωπικοτήτων των επιστημόνων και των αποτελεσμάτων των επιστημονικών τους εργασιών. Φυσικά, δεν μπορεί να ειπωθεί ότι μια ιατρική ανακάλυψη είναι λιγότερο σημαντική από μια άλλη.
1. Φράνσις Κρικ- αυτός ο Βρετανός επιστήμονας έλαβε βραβείο το 1962 για τη λεπτομερή έρευνά του Δομές DNA. Μπόρεσε επίσης να αποκαλύψει τη σημασία των νουκλεϊκών οξέων για τη μετάδοση πληροφοριών από γενιά σε γενιά.
3. Καρλ Λαντστάινερ- Ανοσολόγος που ανακάλυψε το 1930 ότι η ανθρωπότητα έχει πολλούς τύπους αίματος. Αυτό έκανε τη μετάγγιση αίματος μια ασφαλή και κοινή πρακτική στην ιατρική και έσωσε τις ζωές πολλών ανθρώπων.
4. Tu Youy- αυτή η γυναίκα έλαβε βραβείο το 2015 για την ανάπτυξη νέων, πιο αποτελεσματικών θεραπειών ελονοσία. Ανακάλυψε ένα φάρμακο που παράγεται από αψιθιά. Παρεμπιπτόντως, ήταν η Tu Youyou που έγινε η πρώτη γυναίκα στην Κίνα που έλαβε το βραβείο Νόμπελ στην ιατρική.
5. Σεβέρο Οτσόα- έλαβε το βραβείο Νόμπελ για την ανακάλυψη των μηχανισμών βιολογικής σύνθεσης DNA και RNA. Αυτό συνέβη το 1959.
6. Yoshinori Ohsumi- αυτοί οι επιστήμονες ανακάλυψαν τους μηχανισμούς της αυτοφαγίας. Οι Ιάπωνες έλαβαν το βραβείο το 2016.
7. Ρόμπερτ Κοχ- πιθανότατα ένας από τους πιο διάσημους βραβευθέντες με Νόμπελ. Αυτός ο μικροβιολόγος ανακάλυψε τον βάκιλο της φυματίωσης, το Vibrio cholerae και τον άνθρακα το 1905. Η ανακάλυψη κατέστησε δυνατή την έναρξη της καταπολέμησης αυτών των επικίνδυνων ασθενειών, από τις οποίες πέθαιναν πολλοί άνθρωποι κάθε χρόνο.
8. Τζέιμς Ντιούι- Αμερικανός βιολόγος που σε συνεργασία με δύο συναδέλφους του ανακάλυψε τη δομή του DNG. Αυτό συνέβη το 1952.
9. Ιβάν Παβλόφ- ο πρώτος βραβευμένος από τη Ρωσία, ένας εξαιρετικός φυσιολόγος, ο οποίος το 1904 έλαβε το βραβείο για το επαναστατικό του έργο στη φυσιολογία της πέψης.
10. Αλεξάντερ Φλέμινγκ- αυτός ο εξαιρετικός βακτηριολόγος από τη Μεγάλη Βρετανία ανακάλυψε την πενικιλίνη. Αυτό συνέβη το 1945 - και άλλαξε ριζικά την πορεία της ιστορίας.
Καθένας από αυτούς τους εξαιρετικούς ανθρώπους συνέβαλε στην ανάπτυξη της ιατρικής. Μάλλον δεν μπορεί να μετρηθεί με υλικά οφέλη ή με την απονομή τίτλων. Ωστόσο, αυτοί οι νομπελίστες, χάρη στις ανακαλύψεις τους, θα μείνουν για πάντα στην ιστορία της ανθρωπότητας!
Ο Ivan Pavlov, ο Robert Koch, ο Ronald Ross και άλλοι επιστήμονες - όλοι έκαναν σημαντικές ανακαλύψεις στον τομέα της ιατρικής που βοήθησαν να σωθούν οι ζωές πολλών ανθρώπων. Χάρη στη δουλειά τους έχουμε τώρα την ευκαιρία να λάβουμε πραγματική βοήθεια σε νοσοκομεία και κλινικές, δεν υποφέρουμε από επιδημίες και ξέρουμε πώς να αντιμετωπίζουμε διάφορες επικίνδυνες ασθένειες.
Οι βραβευθέντες με Νόμπελ ιατρικής είναι εξαιρετικοί άνθρωποι των οποίων οι ανακαλύψεις βοήθησαν να σωθούν εκατοντάδες χιλιάδες ζωές. Χάρη στις προσπάθειές τους έχουμε πλέον την ευκαιρία να θεραπεύσουμε ακόμη και τις πιο περίπλοκες ασθένειες. Το επίπεδο της ιατρικής έχει αυξηθεί σημαντικά σε έναν μόλις αιώνα, στον οποίο έγιναν τουλάχιστον δώδεκα σημαντικές ανακαλύψεις για την ανθρωπότητα. Ωστόσο, κάθε επιστήμονας που έχει προταθεί για το βραβείο αξίζει ήδη σεβασμό. Χάρη σε τέτοιους ανθρώπους μπορούμε να παραμείνουμε υγιείς και γεμάτοι δύναμη για πολύ καιρό! Και πόσες σημαντικές ανακαλύψεις βρίσκονται ακόμη μπροστά μας!
Το 2018, το Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής κέρδισαν δύο επιστήμονες από διαφορετικά μέρη του κόσμου - ο James Ellison από τις ΗΠΑ και ο Tasuku Honjo από την Ιαπωνία - που ανεξάρτητα ανακάλυψαν και μελέτησαν το ίδιο φαινόμενο. Ανακάλυψαν δύο διαφορετικά σημεία ελέγχου - μηχανισμούς με τους οποίους το σώμα καταστέλλει τη δραστηριότητα των Τ-λεμφοκυττάρων, των φονικών κυττάρων του ανοσοποιητικού. Εάν αυτοί οι μηχανισμοί μπλοκαριστούν, τα Τ-λεμφοκύτταρα «απελευθερώνονται» και αποστέλλονται για να πολεμήσουν τα καρκινικά κύτταρα. Αυτό ονομάζεται ανοσοθεραπεία καρκίνου και χρησιμοποιείται σε κλινικές εδώ και αρκετά χρόνια.
Η Επιτροπή Νόμπελ αγαπά τους ανοσολόγους: τουλάχιστον ένα στα δέκα βραβεία στη φυσιολογία ή την ιατρική απονέμεται για θεωρητική ανοσολογική εργασία. Την ίδια χρονιά, αρχίσαμε να μιλάμε για πρακτικά επιτεύγματα. Οι νομπελίστες του 2018 διακρίθηκαν όχι τόσο για τις θεωρητικές τους ανακαλύψεις, αλλά για τις συνέπειες αυτών των ανακαλύψεων, οι οποίες βοηθούν τους καρκινοπαθείς στη μάχη κατά των όγκων εδώ και έξι χρόνια.
Η γενική αρχή της αλληλεπίδρασης του ανοσοποιητικού συστήματος με τους όγκους είναι η εξής. Ως αποτέλεσμα μεταλλάξεων, τα καρκινικά κύτταρα παράγουν πρωτεΐνες που διαφέρουν από τις «κανονικές» πρωτεΐνες στις οποίες έχει συνηθίσει το σώμα. Επομένως, τα Τ κύτταρα αντιδρούν σε αυτά σαν να ήταν ξένα αντικείμενα. Σε αυτό βοηθούνται από δενδριτικά κύτταρα - κατασκοπευτικά κύτταρα που σέρνονται στους ιστούς του σώματος (για την ανακάλυψή τους, παρεμπιπτόντως, τιμήθηκαν με το βραβείο Νόμπελ το 2011). Απορροφούν όλες τις πρωτεΐνες που επιπλέουν, τις διασπούν και εμφανίζουν τα προκύπτοντα κομμάτια στην επιφάνειά τους ως μέρος του συμπλέγματος πρωτεΐνης MHC II (μείζον σύμπλεγμα ιστοσυμβατότητας, για περισσότερες λεπτομέρειες, βλ.: Οι φοράδες καθορίζουν εάν θα μείνουν έγκυες ή όχι, σύμφωνα με κύριο σύμπλεγμα ιστοσυμβατότητας... του γείτονά τους, “Elements” , 15/01/2018). Με τέτοιες αποσκευές, τα δενδριτικά κύτταρα αποστέλλονται στον πλησιέστερο λεμφαδένα, όπου δείχνουν (παρουσιάζουν) αυτά τα κομμάτια δεσμευμένων πρωτεϊνών στα Τ λεμφοκύτταρα. Εάν το φονικό Τ-κύτταρο (κυτταροτοξικό λεμφοκύτταρο, ή φονικό λεμφοκύτταρο) αναγνωρίσει αυτές τις αντιγονικές πρωτεΐνες με τον υποδοχέα του, τότε ενεργοποιείται και αρχίζει να πολλαπλασιάζεται, σχηματίζοντας κλώνους. Στη συνέχεια, τα κύτταρα-κλώνοι διασκορπίζονται σε όλο το σώμα σε αναζήτηση κυττάρων-στόχων. Στην επιφάνεια κάθε κυττάρου του σώματος υπάρχουν σύμπλοκα πρωτεΐνης MHC I στα οποία κρέμονται κομμάτια ενδοκυτταρικών πρωτεϊνών. Το φονικό Τ κύτταρο αναζητά ένα μόριο MHC I με ένα αντιγόνο στόχο που μπορεί να αναγνωρίσει με τον υποδοχέα του. Και μόλις συμβεί η αναγνώριση, το φονικό Τ κύτταρο σκοτώνει το κύτταρο-στόχο κάνοντας τρύπες στη μεμβράνη του και εκκινώντας την απόπτωση (πρόγραμμα θανάτου) σε αυτό.
Αλλά αυτός ο μηχανισμός δεν λειτουργεί πάντα αποτελεσματικά. Ένας όγκος είναι ένα ετερογενές σύστημα κυττάρων που χρησιμοποιεί διάφορους τρόπους για να αποφύγει το ανοσοποιητικό σύστημα (διαβάστε για μια από τις μεθόδους που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα στις ειδήσεις Τα καρκινικά κύτταρα αυξάνουν την ποικιλομορφία τους συγχωνεύοντας με τα κύτταρα του ανοσοποιητικού, «Elements», 14/09/ 2018). Μερικά κύτταρα όγκου κρύβουν πρωτεΐνες MHC από την επιφάνειά τους, άλλα καταστρέφουν ελαττωματικές πρωτεΐνες και άλλα εκκρίνουν ουσίες που καταστέλλουν το ανοσοποιητικό σύστημα. Και όσο πιο «θυμωμένος» είναι ο όγκος, τόσο λιγότερες πιθανότητες έχει το ανοσοποιητικό σύστημα να τον αντιμετωπίσει.
Οι κλασικές μέθοδοι καταπολέμησης ενός όγκου περιλαμβάνουν διαφορετικούς τρόπους θανάτωσης των κυττάρων του. Πώς όμως να διακρίνουμε τα καρκινικά κύτταρα από τα υγιή; Συνήθως, τα κριτήρια που χρησιμοποιούνται είναι «ενεργή διαίρεση» (τα καρκινικά κύτταρα διαιρούνται πολύ πιο εντατικά από τα περισσότερα υγιή κύτταρα στο σώμα, και αυτό στοχεύει στην ακτινοθεραπεία, η οποία βλάπτει το DNA και αποτρέπει τη διαίρεση) ή «αντίσταση στην απόπτωση» (η χημειοθεραπεία βοηθά στην καταπολέμηση Αυτό). Με αυτή τη θεραπεία, πολλά υγιή κύτταρα, όπως τα βλαστοκύτταρα, επηρεάζονται και τα ανενεργά καρκινικά κύτταρα, όπως τα αδρανοποιημένα κύτταρα, δεν επηρεάζονται (βλ.: , «Στοιχεία», 06/10/2016). Επομένως, τώρα βασίζονται συχνά στην ανοσοθεραπεία, δηλαδή στην ενεργοποίηση της ανοσίας του ίδιου του ασθενούς, αφού το ανοσοποιητικό σύστημα διακρίνει ένα κύτταρο όγκου από ένα υγιές καλύτερα από τα εξωτερικά φάρμακα. Μπορείτε να ενεργοποιήσετε το ανοσοποιητικό σας σύστημα με διάφορους τρόπους. Για παράδειγμα, μπορείτε να πάρετε ένα κομμάτι ενός όγκου, να αναπτύξετε αντισώματα στις πρωτεΐνες του και να τα εισάγετε στο σώμα, έτσι ώστε το ανοσοποιητικό σύστημα να μπορεί να «βλέπει» καλύτερα τον όγκο. Ή πάρτε κύτταρα του ανοσοποιητικού και «εκπαιδεύστε» τα να αναγνωρίζουν συγκεκριμένες πρωτεΐνες. Αλλά φέτος το βραβείο Νόμπελ απονέμεται για έναν εντελώς διαφορετικό μηχανισμό - για την άρση του μπλοκαρίσματος από τα φονικά Τ κύτταρα.
Όταν ξεκίνησε αυτή η ιστορία, κανείς δεν σκεφτόταν την ανοσοθεραπεία. Οι επιστήμονες προσπάθησαν να αποκαλύψουν την αρχή της αλληλεπίδρασης μεταξύ των Τ κυττάρων και των δενδριτικών κυττάρων. Μετά από πιο προσεκτική εξέταση, αποδεικνύεται ότι δεν εμπλέκονται μόνο το MHC II με την πρωτεΐνη αντιγόνου και τον υποδοχέα των Τ-κυττάρων στην «επικοινωνία» τους. Δίπλα τους στην επιφάνεια των κυττάρων υπάρχουν άλλα μόρια που επίσης συμμετέχουν στην αλληλεπίδραση. Ολόκληρη αυτή η δομή - πολλές πρωτεΐνες σε μεμβράνες που συνδέονται μεταξύ τους όταν συναντώνται δύο κύτταρα - ονομάζεται ανοσολογική σύναψη (βλ. Ανοσολογική σύναψη). Αυτή η σύναψη περιλαμβάνει, για παράδειγμα, συνδιεγερτικά μόρια (βλ. Συνδιέγερση) - τα ίδια που στέλνουν σήμα στους Τ-δολοφόνους για να ενεργοποιηθούν και να αναζητήσουν τον εχθρό. Ανακαλύφθηκαν πρώτα: ο υποδοχέας CD28 στην επιφάνεια του Τ κυττάρου και ο συνδέτης του Β7 (CD80) στην επιφάνεια του δενδριτικού κυττάρου (Εικ. 4).
Οι James Ellison και Tasuku Honjo ανακάλυψαν ανεξάρτητα δύο ακόμη πιθανά συστατικά της ανοσολογικής σύναψης - δύο ανασταλτικά μόρια. Ο Ellison εργάστηκε στο μόριο CTLA-4 που ανακαλύφθηκε το 1987 (κυτταροτοξικό Τ-λεμφοκυτταρικό αντιγόνο-4, βλέπε: J.-F. Brunet et al., 1987. Ένα νέο μέλος της υπεροικογένειας ανοσοσφαιρινών - CTLA-4). Αρχικά θεωρήθηκε ότι ήταν ένας άλλος συνδιεγέρτης επειδή εμφανίστηκε μόνο σε ενεργοποιημένα Τ κύτταρα. Το πλεονέκτημα του Ellison είναι ότι πρότεινε ότι ισχύει το αντίθετο: το CTLA-4 εμφανίζεται σε ενεργοποιημένα κύτταρα ειδικά για να μπορούν να σταματήσουν! (Μ. F. Krummel, J. Ρ. Allison, 1995. Τα CD28 και CTLA-4 έχουν αντίθετα αποτελέσματα στην απόκριση των Τ κυττάρων στη διέγερση). Περαιτέρω αποδείχθηκε ότι το CTLA-4 είναι παρόμοιο στη δομή με το CD28 και μπορεί επίσης να συνδεθεί με το Β7 στην επιφάνεια των δενδριτικών κυττάρων και ακόμη πιο ισχυρό από το CD28. Δηλαδή, σε κάθε ενεργοποιημένο Τ κύτταρο υπάρχει ένα ανασταλτικό μόριο που ανταγωνίζεται το ενεργοποιητικό μόριο για να λάβει το σήμα. Και δεδομένου ότι η ανοσολογική σύναψη περιλαμβάνει πολλά μόρια, το αποτέλεσμα καθορίζεται από την αναλογία των σημάτων - πόσα μόρια CD28 και CTLA-4 μπόρεσαν να έρθουν σε επαφή με το B7. Ανάλογα με αυτό, το Τ-κύτταρο είτε συνεχίζει να λειτουργεί είτε παγώνει και δεν μπορεί να επιτεθεί σε κανέναν.
Ο Tasuku Honjo ανακάλυψε ένα άλλο μόριο στην επιφάνεια των Τ κυττάρων - το PD-1 (το όνομά του είναι σύντομο για τον προγραμματισμένο θάνατο), το οποίο συνδέεται με τον συνδέτη PD-L1 στην επιφάνεια των δενδριτικών κυττάρων (Y. Ishida et al., 1992. έκφραση του PD-1, ενός νέου μέλους της υπεροικογένειας του γονιδίου ανοσοσφαιρίνης, μετά τον προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο). Αποδείχθηκε ότι τα ποντίκια νοκ-άουτ για το γονίδιο PD-1 (που στερούνται την αντίστοιχη πρωτεΐνη) αναπτύσσουν κάτι παρόμοιο με τον συστηματικό ερυθηματώδη λύκο. Είναι μια αυτοάνοση ασθένεια, η οποία είναι μια κατάσταση όπου τα κύτταρα του ανοσοποιητικού επιτίθενται στα φυσιολογικά μόρια του σώματος. Ως εκ τούτου, ο Honjo κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το PD-1 λειτουργεί επίσης ως αναστολέας, περιορίζοντας την αυτοάνοση επιθετικότητα (Εικ. 5). Αυτή είναι μια άλλη εκδήλωση μιας σημαντικής βιολογικής αρχής: κάθε φορά που ξεκινά μια φυσιολογική διαδικασία, ξεκινά παράλληλα η αντίθετη (για παράδειγμα, τα συστήματα πήξης και αντιπηκτικής αγωγής του αίματος) προκειμένου να αποφευχθεί η «υπερεκπλήρωση του σχεδίου», η οποία μπορεί να είναι επιζήμια για τον οργανισμό.
Και τα δύο ανασταλτικά μόρια - CTLA-4 και PD-1 - και οι αντίστοιχες οδοί σηματοδότησης ονομάστηκαν ανοσιακά σημεία ελέγχου. σημείο ελέγχου- σημείο ελέγχου, βλέπε σημείο ελέγχου ανοσίας). Προφανώς, πρόκειται για μια αναλογία με τα σημεία ελέγχου του κυτταρικού κύκλου (βλ. Σημείο ελέγχου κυτταρικού κύκλου) - στιγμές κατά τις οποίες το κύτταρο «λαμβάνει μια απόφαση» εάν μπορεί να συνεχίσει να διαιρείται περαιτέρω ή εάν ορισμένα από τα συστατικά του έχουν υποστεί σημαντική βλάβη.
Όμως η ιστορία δεν τελείωσε εκεί. Και οι δύο επιστήμονες αποφάσισαν να βρουν μια χρήση για τα μόρια που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα. Η ιδέα τους ήταν ότι θα μπορούσαν να ενεργοποιήσουν τα κύτταρα του ανοσοποιητικού εάν εμπόδιζαν τους αναστολείς. Είναι αλήθεια ότι οι αυτοάνοσες αντιδράσεις θα είναι αναπόφευκτα μια παρενέργεια (όπως συμβαίνει τώρα σε ασθενείς που λαμβάνουν θεραπεία με αναστολείς σημείου ελέγχου), αλλά αυτό θα βοηθήσει να νικηθεί ο όγκος. Οι επιστήμονες πρότειναν αναστολείς αποκλεισμού χρησιμοποιώντας αντισώματα: δεσμεύοντας τα CTLA-4 και PD-1, τα κλείνουν μηχανικά και τα εμποδίζουν να αλληλεπιδράσουν με το B7 και το PD-L1, ενώ το Τ κύτταρο δεν λαμβάνει ανασταλτικά σήματα (Εικ. 6).
Πέρασαν τουλάχιστον 15 χρόνια μεταξύ της ανακάλυψης των σημείων ελέγχου και της έγκρισης φαρμάκων με βάση τους αναστολείς τους. Επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται έξι τέτοια φάρμακα: ένας αναστολέας CTLA-4 και πέντε αναστολείς PD-1. Γιατί οι αναστολείς PD-1 ήταν πιο επιτυχημένοι; Το γεγονός είναι ότι πολλά κύτταρα όγκου φέρουν επίσης PD-L1 στην επιφάνειά τους για να εμποδίσουν τη δραστηριότητα των Τ κυττάρων. Έτσι, το CTLA-4 ενεργοποιεί γενικά τα φονικά Τ κύτταρα, ενώ το PD-L1 δρα πιο συγκεκριμένα στους όγκους. Και υπάρχουν ελαφρώς λιγότερες επιπλοκές με τους αναστολείς PD-1.
Οι σύγχρονες μέθοδοι ανοσοθεραπείας, δυστυχώς, δεν είναι ακόμη πανάκεια. Πρώτον, οι αναστολείς σημείων ελέγχου εξακολουθούν να μην παρέχουν 100% επιβίωση ασθενών. Δεύτερον, δεν δρουν σε όλους τους όγκους. Τρίτον, η αποτελεσματικότητά τους εξαρτάται από τον γονότυπο του ασθενούς: όσο πιο διαφορετικά είναι τα μόρια MHC του, τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα επιτυχίας (για την ποικιλία των πρωτεϊνών MHC, βλ. Στοιχεία», 29.08 .2018). Ωστόσο, αποδείχθηκε ότι ήταν μια όμορφη ιστορία για το πώς μια θεωρητική ανακάλυψη πρώτα αλλάζει την κατανόησή μας για την αλληλεπίδραση των κυττάρων του ανοσοποιητικού και στη συνέχεια γεννά φάρμακα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην κλινική.
Και οι βραβευμένοι με Νόμπελ έχουν κάτι να δουλέψουν περαιτέρω. Οι ακριβείς μηχανισμοί για το πώς λειτουργούν οι αναστολείς σημείων ελέγχου δεν είναι ακόμη πλήρως γνωστοί. Για παράδειγμα, στην περίπτωση του CTLA-4, δεν είναι ακόμα σαφές με ποια κύτταρα αλληλεπιδρά το ανασταλτικό φάρμακο: με τα ίδια τα κύτταρα Τ-φονείς ή με τα δενδριτικά κύτταρα ή ακόμα και με τα ρυθμιστικά Τ κύτταρα - τον πληθυσμό των Τ-λεμφοκυττάρων υπεύθυνος για την καταστολή της ανοσολογικής απόκρισης. Επομένως, αυτή η ιστορία, στην πραγματικότητα, απέχει ακόμη πολύ από το τέλος.
Πωλίνα Λοσέβα
