Наука

Нобелевская премия 2019 года: научный прорыв в лечении онкологических заболеваний

В этом году Нобелевскую премию в области медицины получили сразу три лауреата – Уильям Келин и Грегг Семенца из США и Питер Рэтклифф из Великобритании – за открытие механизмов приспособления клеток к недостатку кислорода. Исследования, которые ученые проводили отдельно друг от друга, стали настоящим открытием в медицине, так как до этого было загадкой, каким образом клетки реагируют на то или иное количество кислорода. Поэтому многие эксперты уверены, что Нобелевская премия 2019 года в области медицины была присуждена за настоящий научный прорыв, который вскоре поможет лечить не только рак и анемию, но и другие заболевания.

Чего мы раньше не знали о кислороде?

О том, что недостаточное количество кислорода негативно влияет на работу всех органов человека, знали уже давно. Также известно о том, что в разных частях тела во время физических нагрузок и занятий спортом, устанавливается разный уровень кислорода, который под действием различных факторов постоянно меняется. При этом клетки нашего организма постоянно приспосабливаются к этим изменениям, чтобы нормально работать.

Если же человеку перекрыть доступ кислорода на некоторое время – начинается кислородное голодание, которое приводит к необратимым последствиям и нарушает работу всех органов.

Хотя Келин, Семенца и Рэтклифф проводили свои исследования отдельно, в результате не одного десятка экспериментов они смогли выяснить, как клетки могут чувствовать гипоксию. Они нашли своего рода генетический механизм реакции клетки на недостаток кислорода и пришли к выводу, что в результате адаптации клеток к гипоксии, организм начинает производить гормон эритропоэтин, который стимулирует производство эритроцитов, что переносят кислород.

Простой пример, как вы сами можете перекрыть нормальный доступ кислорода к клеткам – просто одеть тесную обувь, которая пережимает сосуды.

Читайте также: Достижения современной биологии: нанороботы и бессмертные существа

Как проводились исследования?

За основу своих исследований каждый из ученых взял факты, о которых было известно и раньше. Например, когда в организме становится мало кислорода, каротидные тельца посылают сигнал в мозг и таким образом регулируют частоту дыхания. Это явление мы можем наблюдать каждый раз, когда, к примеру, начинаем чаще дышать во время пробежки или когда повышаем обычный для нас уровень физической нагрузки.

Грег Семенца проводил свои эксперименты на мышах и выяснил, каким образом недостаточное количество кислорода влияет на участки ДНК, которые вырабатывают гормон эритропоэтин.

Как оказалось, Питер Рэктлифф также изучал этот вопрос параллельно со своим коллегой. В результате ученым удалось выяснить, что механизм, который позволяет чувствовать недостаток кислорода, работает практически во всех тканях.

Грегу Семенца принадлежит открытие белкового комплекса, который он назвал  HIF – фактор, индуцируемый гипоксией. В результате исследований ученому удалось выяснить, то HIF связывается с ДНК и может тормозить или стимулировать выработку эритропоэтина.

Онколог Уильям Келин изначально работал над исследованием связи болезни Гиппеля-Линдау с увеличением риска онкологических заболеваний. Но в ходе экспериментов он понял, что раковые заболевания случаются из-за сбоя в работе гена VHL, и раковые клетки с поврежденным геном сразу реагируют на недостаток кислорода. Когда же в них был введен здоровый ген VHL – реакция нормализовалась.

Нобелевская премия 2019 года: как открытие поможет лечить рак?

Собрав воедино исследования троих ученых, удалось выяснить, что ген VHL отвечает за распад одного из компонентов белкового комплекса HIF и меняет его форму в зависимости от насыщенности кислородом. Это приводит к изменениям в экспрессии ДНК. Именно так выглядит реакция клеток на гипоксию, когда они пытаются компенсировать ее за счет скорости обмена веществ. Если же доступа кислорода нет в необходимом для организма объеме продолжительное время, то клетки начинают производить эритроциты.

Читайте также: Телеведущая Елена Малышева: как заработать на чужом здоровье

Что касается развития онкологических заболеваний, то ученые смогли доказать, что такой же механизм запускается в организме и при росте новой ткани, к которой относится раковая опухоль. Поэтому если этот механизм остановить, то вместе с этим остановится и рост опухоли.

Мировая общественность верит в то, что Нобелевская премия 2019 года в области медицины станет началом огромного научного прорыва в борьбе с онкологическими заболеваниями, который спасет не один миллион людей.



ᇄÛÁ͇...