Лауреатами Нобелевской премии по медицине и физиологии в 2019 году стали британец сэр Питер Рэтклифф и американцы Уильям Келин-младший и Грегг Семенза. Премию присудили за исследования того, как клетки реагируют и адаптируются к изменениям уровня кислорода.
Учёные выяснили, что при недостатке кислорода в организме «просыпаются» определённые гены. В результате их активности в клетках накапливаются особые белки – HIF‑1‑альфа и ARNT. Они и сигнализируют о гипоксии через расположенные рядом сегменты ДНК. В ответ в кровь поступает эритропоэтин – гормон, который контролирует образование эритроцитов – красных кровяных телец, разносящих кислород по органам и тканям. Кроме того, эритропоэтин запускает рост кровеносных сосудов, которые необходимы для доставки кислорода к «задыхающимся» клеткам.
Учёные выяснили механизм воздействия HIF‑1-альфа на разные системы, в том числе вовлечённые в развитие онкологических заболеваний. Оказалось, что у опухолевых клеток есть специальная система защиты от гипоксии, связанная с HIF‑1‑альфа. Если блокировать работу этого белка, опухоль лишится кислорода, который необходим ей для дальнейшего роста.
Комментарий специалиста
Врач-онколог, гематолог, член Европейского общества медицинской онкологии (ESMO), кандидат медицинских наук Михаил Ласков:
– Пока прямого применения этого открытия в практической онкологии нет, но идёт много исследований. Уже найдены молекулы, которые воздействуют на открытый нобелевскими лауреатами белок HIF-1‑альфа. Но пока эффект, который даёт применение таких лекарств, исследовался только на животных – на мышиных моделях и на клеточных линиях. Данных по использованию таких препаратов у людей пока нет, я думаю, они появятся в ближайшие лет семь.
Другое дело, что специалистам уже довольно давно известен так называемый эндотелиально-сосудистый фактор, который запускает рост кровеносных сосудов, питающих опухоль. По этим кровеносным сосудам к опухоли поступает кислород и другие вещества, которые позволяют ей быстро расти. Существуют препараты, направленные на блокирование этого механизма. Но последние 15 лет показали, что успех лечения такими препаратами весьма скромен. Однако лекарства, имеющиеся сегодня, действуют не напрямую, и, возможно, благодаря открытию нобелевских лауреатов появятся более эффективные и направленные средства, позволяющие остановить рост сосудов вокруг опухоли и внутри неё. Вероятно, это поможет более эффективно лечить некоторые виды онкологических заболеваний. Впрочем, считать, что в скором времени появится панацея от рака, было бы наивно. Ведь механизмов развития опухолей очень много, и, воздействуя лишь на один из них, невозможно полностью защитить человечество от смертей, вызванных злокачественными опухолями.
Немного истории
За какие исследования, связанные с раком, давали Нобелевскую премию последние 10 лет.
2018 год – Джеймс Эллисон и Тасуку Хондзё получили Нобелевскую премию за разработки в области терапии рака путём активации иммунного ответа.
Ранее учёные не знали, как эффективно воздействовать на иммунную систему, чтобы она смогла распознать клетки опухоли и приняться за их уничтожение.
2016 год – лауреатом премии стал Ёсинори Осуми за открытие механизма самоуничтожения клетки (аутофагии).
Этот механизм запускается, когда жизненный цикл той или иной клетки заканчивается. В этом случае клетка начинает «переваривать» саму себя, уничтожая отжившие элементы и заменяя их новыми. Если процесс аутофагии нарушается, это может привести к бесконтрольному росту «старых» дефектных клеток и развитию онкологических заболеваний. Благодаря открытию Осуми молекулярные онкологи начали испытания новых противораковых препаратов.
Половину Нобелевской премии 2011 года разделили между собой американский врач Брюс Бётлер и французский иммунолог Жюль Хоффман, которые занимались изучением механизмов врождённого иммунитета, а вторая половина награды досталась исследователю из США Ральфу Стайтману за открытие дендритных клеток в приобретённом иммунитете. Понимание принципов работы врождённого и приобретённого иммунитета помогло продвинуться в разработке лекарств от рака.
2009 год – Нобелевский комитет присудил награду Элизабет Блэкберн, Кэрол Грейдер и Джеку Шостаку за открытие того, как теломеры и фермент теломераза защищают хромосомы.
Фермент теломераза позволяет клеткам быстро размножаться, восстанавливая теломеры – концевые участки хромосом у растений, животных и людей. Учёные выяснили, что лишённые теломеразы клетки рано или поздно прекращают делиться и умирают – именно с этим связано старение организма. Многие типы раковых клеток, напротив, обладают повышенной активностью теломеразы, что способствует их бесконтрольному делению и образованию злокачественных опухолей. Знание этого механизма приблизило специалистов к созданию новых лекарств против рака.
