Βραβείο Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής 2019

Κατηγορία Νέα / Ειδήσεις
Διαβάστηκε 45 φορές

Nobel in Medicine 2019 final

Το βραβείο Νόμπελ φυσιολογίας ή ιατρικής 2019 απονεμήθηκε από κοινού στους William G. Kaelin Jr, Sir Peter J. Ratcliffe και Gregg L. Semenza για τις ανακαλύψεις τους σχετικά με το πως τα κύτταρα «διαισθάνονται» και προσαρμόζονται ανάλογα με τα διαθέσιμα επίπεδα οξυγόνου

Το φετινό Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής βραβεύει ανακαλύψεις που σχετίζονται με μια από τις πιο σημαντικές διαδικασίες της ζωής, την προσαρμογή στη διαθεσιμότητα οξυγόνου. Η ανίχνευση των επιπέδων οξυγόνου επιτρέπει στα κύτταρα να προσαρμόζουν το μεταβολισμό τους σε χαμηλά επίπεδα οξυγόνου όπως για παράδειγμα στην έντονη μυϊκή άσκηση, στη δημιουργία νέων αιμοφόρων αγγείων και στην παραγωγή ερυθρών αιμοσφαιρίων. Η ανίχνευση οξυγόνου έχει αποδειχθεί ότι είναι ουσιαστικής σημασίας και κατά την ανάπτυξη του εμβρύου για τον έλεγχο του σχηματισμού αιμοφόρων αγγείων και της ανάπτυξης του πλακούντα.
Το οξυγόνο το οποίο αποτελεί περίπου το ένα πέμπτο της ατμόσφαιρας της Γης, χρησιμοποιείται από τα μιτοχόνδρια που υπάρχουν σε όλα σχεδόν τα ζωικά κύτταρα για να μετατρέψουν την τροφή σε χρήσιμη ενέργεια. Βασική φυσιολογική απόκριση σε περιπτώσεις χαμηλών επιπέδων οξυγόνου (υποξία) είναι η αύξηση των επιπέδων της ορμόνης ερυθροποιητίνης (ΕΡΟ), η οποία οδηγεί σε αυξημένη παραγωγή ερυθρών αιμοσφαιρίων (ερυθροποίηση). Η σημασία του ορμονικού ελέγχου της ερυθροποίησης ήταν ήδη γνωστή στις αρχές του 20ου αιώνα, αλλά ο τρόπος με τον οποίο αυτή η διαδικασία ελεγχόταν από την οξυγόνο παρέμενε ένα μυστήριο.
Ο Gregg Semenza μελέτησε το γονίδιο της EPO και πώς ρυθμίζεται στα διαφορετικά επίπεδα οξυγόνου. Χρησιμοποιώντας γονιδιακά τροποποιημένα πειραματόζωα, απέδειξε ότι ειδικά τμήματα DΝΑ πλευρικά του γονιδίου ΕΡΟ μεσολαβούν στην απόκριση στην υποξία. Ο Sir Peter Ratcliffe μελέτησε επίσης την εξαρτώμενη από το οξυγόνο ρύθμιση του γονιδίου της ΕΡΟ. Και οι δύο ερευνητικές ομάδες διαπίστωσαν ότι ο μηχανισμός ανίχνευσης οξυγόνου υπήρχε όχι μόνο στα νεφρικά κύτταρα όπου παράγεται κανονικά η ΕΡΟ, αλλά σχεδόν σε όλους τους ιστούς, αναδεικνύοντας ότι ο μηχανισμός ήταν γενικός και λειτουργικός σε πολλούς διαφορετικούς τύπους κυττάρων. Ο Semenza εντόπισε ένα πρωτεϊνικό σύμπλεγμα το οποίο δεσμεύεται πλευρικά του γονιδίου της EPO, το οποίο ονόμασε hypoxia-inducible factor (HIF) και προσδιόρισε ότι αυτό το σύμπλεγμα αποτελείται από δύο μεταγραφικούς παράγοντες, τους HIF-1α και ARNT, συμπληρώνοντας το παζλ σχετικά με το πως λειτουργεί αυτός ο μηχανισμός ανίχνευσης επιπέδων οξυγόνου.
Την ίδια περίοδο, ο William Kaelin, Jr. μελετούσε τη νόσο von Hippel-Lindau (VHL), ένα κληρονομικό σύνδρομο το οποίο οδηγεί σε δραματικά αυξημένο κίνδυνο ορισμένων τύπων καρκίνων σε οικογένειες με κληρονομικές μεταλλάξεις. Ο Kaelin έδειξε ότι το γονίδιο VHL κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη που αποτρέπει την εμφάνιση του καρκίνου, ενώ τα καρκινικά κύτταρα με δυσλειτουργικό γονίδιο VHL εκφράζουν υψηλά επίπεδα γονιδίων που ρυθμίζονται από υποξία. Αυτές οι παρατηρήσεις οδήγησαν την ερευνητική ομάδα του Ratcliffe να ανακαλύψει την αλληλεπίδραση του VHL με το HIF-1α, η οποία σε φυσιολογικά επίπεδα οξυγόνου οδηγεί στην αποικοδόμηση του τελευταίου. Σε δύο ταυτόχρονα δημοσιευμένα άρθρα το 2001, ο Kaelin και ο Ratcliffe διευκρίνισαν τον μηχανισμό ανίχνευσης οξυγόνου: σε φυσιολογικά επίπεδα οξυγόνου, προστίθενται ομάδες υδροξυλίου σε δύο ειδικές θέσεις του HIF-1α γεγονός που επιτρέπει στην VHL να αναγνωρίσει και να συνδεθεί με το HIF-1α οδηγώντας το σε ταχεία αποικοδόμηση.  

Συνολικά, οι σημαντικές ανακαλύψεις των φετινών βραβευθέντων με Νόμπελ αποτελούν τη βάση για την κατανόηση του τρόπου που τα επίπεδα οξυγόνου επηρεάζουν τον κυτταρικό μεταβολισμό και τη φυσιολογική κυτταρική λειτουργία. Οι ανακαλύψεις τους ανοίγουν τον δρόμο για υποσχόμενες νέες στρατηγικές για την καταπολέμηση της αναιμίας, του καρκίνου και πολλών άλλων ασθενειών. 

Πηγή: MLA style: The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2019. NobelPrize.org. Nobel Media AB 2019. Wed. 6 Nov 2019. https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2019/summary/

Τελευταία τροποποίηση στις Τετάρτη, 13 Νοεμβρίου 2019 14:45

Δημοφιλέστερα