برندگان نوبل پزشكي امسال چه كساني هستند؟
زيست‌شناساني كه چگونگي حس كردن اكسيژن به‌وسيله‌ي سلول را رمزگشايي كردند، برنده جايزه‌ي نوبل پزشكي سال ۲۰۱۹ شدند.
سه تن از پژوهشگران به نام هاي پيتر راتكليف، گرك سمنزا و ويليام كائلين براي تشريح اينكه چگونه سلول‌ها تغيير در سطوح اكسيژن را احساس كرده و دربرابر آن با روشن و خاموش كردن ژن‌ها واكنش نشان مي‌دهند، جايزه‌ي نوبل ۲۰۱۹ را در شاخه‌ي فيزيولوژي يا پزشكي دريافت كردند؛ كشفي كه در درك بيماري‌هاي انساني مانند سرطان و كم‌خوني بسيار مهم بوده است.
اين سه دانشمند عبارتند از: ويليام كائلين، پژوهشگر موسسه‌ي سرطان دانا فاربر در بوستون ماساچوست؛ پيتر راتكليف، پزشك دانشمند دانشگاه آكسفورد در بريتانيا و موسسه‌ي فرانسيس كريك لندن و گرگ سمنزا، ژنتيك‌دان دانشگاه جانز هاپكينز در بالتيمور مريلند.
اين گروه از پژوهشگران در سال ۲۰۱۶ نيز برنده‌ي جايزه لسكر شدند. كار آن‌ها به پژوهشگران كمك كرده است تا درك كنند كه بدن چگونه دربرابر سطوح كم اكسيژن سازگار مي‌شود (براي مثال با افزايش توليد سلول‌هاي قرمز خون و رشد عروق خوني جديد). سلست سيمون، زيست‌شناس سرطان دانشگاه پنسيلوانيا در فيلادلفيا مي‌گويد:
اين يك كشف بنيادين است كه آن‌ها در آن نقش داشته‌اند. تمام موجودات زنده به اكسيژن نياز دارند؛ بنابراين، اين يافته بسيار مهم است.
راندال جانسون، فيزيولوژيست دانشگاه كمبريج و موسسه‌ي كارولينسكا در استكهلم و عضو مجمع نوبل مي‌گويد:
اين حوزه از علم، حول اين كشف گرد هم آمد و به هر يك از يافته‌هاي آن‌ها وابسته بود. اين واقعا مثل يك سه‌پايه بود.
محروميت اكسيژن
بافت‌هاي بدن در شرايطي مانند ورزش يا وضعيتي مانند سكته كه جريان خون مختل مي‌شود، از اكسيژن تهي مي‌شوند. توانايي حس كردن سطح اكسيژن در سلول‌ها براي رشد مناسب جنين و جفت و نيز براي رشد تومور حياتي است، زيرا توده‌ي سلول‌هاي به سرعت در حال رشد مي‌تواند اكسيژن بخش دروني تومور را تخليه كند.
در پژوهشي كه دهه‌ي ۱۹۹۰ انجام شد، دانشمندان فرايندهاي مولكولي را كشف كردند كه در پاسخ به وضعيت اكسيژن در سلول‌ها فعال مي‌شوند. آن‌ها دريافتند كه در مكانيسم اصلي، پروتئين‌هايي به نام HIF و VHL نقش دارند.
سمنزا و راتكليف هورموني را كه اريتروپوئيتين (EPO) ناميده مي‌شود و براي تحريك توليد سلول‌هاي قرمز خون در پاسخ به سطوح پايين اكسيژن حياتي است، مورد مطالعه قرار دادند. سمنزا و گروهش يك جفت ژن پيدا كردند كه كدكننده‌ي دو پروتئيني بودند كه با هم كمپلكس پروتئيني به نام فاكتور القاءكننده هيپوكسي (HIF) را تشكيل مي‌دادند. اين كمپلكس در فعال‌كردن ژن‌هاي خاص و تقويت توليد اريتروپوئيتين وقتي كه اكسيژن كم است، نقش دارد.
در همين حين، كائلين هنگام مطالعه‌ي بيماري فون هيپل- ليندو نشان داد ژني كه VHL نام دارد نيز در پاسخ سلول دربرابر سطح اكسيژن موثر است. بيماري فون هيپل- ليندو يك سندرم ژنتيكي است و خانواده‌هاي مبتلا به اين بيماري حامل جهش‌هايي در ژن VHL هستند و اين وضعيت موجب افزايش خطر ابتلا به سرطان مي‌شود. بعدا راتكليف و گروهش متوجه شدند، پروتئيني كه به‌وسيله‌ي ژن VHL كدگذاري مي‌شود، با يكي از اجزاي HIF تعامل برقرار مي‌كند و روي پاسخ سلول به شرايط كم‌اكسيژني اثر مي‌گذارد.
در سال ۲۰۰۱، پژوهشگراني تحت هدايت كائلين و راتكليف نشان دادند كه به‌عنوان بخشي از اين فرايند، ايجاد يك تغيير شيميايي در پروتئين VHL كه هيدروكسيلاسيون پروليل نام دارد، به سلول اجازه مي‌دهد كه دربرابر شرايط كم‌اكسيژني با سرعت زيادي پاسخ دهد. وقتي اكسيژن وجود داشته باشد، شكل تغييريافته از VHL مي‌تواند به HIF متصل شود. اين اتصال منجر به تجزيه‌ي آن مي‌شود. اما وقتي كه سلول‌ها فاقد اكسيژن باشند، اين تغيير مهار شده و موجب شروع فعاليت HIF مي‌شود. مارك دوهيست، زيست‌شناس سرطان دانشگاه دوك در دورم مي‌گويد:
در نتيجه، سلول‌ها مي‌توانند با مهار تجزيه‌ي HIF دربرابر شرايط كم‌اكسيژني واكنش نشان دهند. سلول مي‌تواند در عرض چند دقيقه در برابر اين شرايط پاسخ دهد.
توسعه دارو
نتايج پژوهش‌هاي مذكور باعث شد، پژوهشگران داروهايي را توليد كنند كه فرايندهاي حس‌كننده‌ي اكسيژن را مورد هدف قرار دهند. يكي از بيماري‌هاي مورد نظر سرطان بود. داروهايي كه مانع از اتصال VHL و HIF مي‌شوند و مهاركننده‌هاي پروليل هيدروكسيلاز ناميده مي‌شوند، براي درمان كم‌خوني و نارسايي كليوي درحال بررسي هستند. اولين داروي اين گروه، سال ۲۰۱۸ در چين تاييد شد. سيمون مي‌گويد اين يافته‌ها درمورد تمام بيماري‌ها به كار مي‌آيد. دانشمندان ديگر اين سه پژوهشگر را به عنوان الگويي براي دانشمندان مطرح مي‌كنند. دوهيست آن‌ها را افراد بسيار فروتني مي‌خواند كه از نظر دقت علمي نيز نمونه هستند.
كائلين در حال دنبال‌كردن درمان‌هاي سرطاني است كه شواهد چنداني در حمايت از آن‌ها وجود ندارد. او سال ۲۰۱۸ در گفت‌و‌گويي از سوي مؤسسه ملي سلامت در مريلند گفته بود:
خطرناك‌ترين نتيجه در علم چيزي است كه شما به آن اميدواريد؛ زيرا در اين حالت، اعلام پيروزي مي‌كنيد و تنبل مي‌شويد.
كائلين در مطلبي كه سال ۲۰۱۷ در Nature منتشر شد، توصيه‌هايي براي همتايان خود ارائه داد:
سوال اصلي هنگام بررسي يك مقاله بايد اين باشد كه «آيا احتمال دارد كه اين نتايج درست باشد؟»؛ اين سوال درست نيست كه «آيا در صورت درست بودن، اين نتايج اهميت دارند؟»؛ پيشرفت‌هاي واقعي با آجر ساخته مي‌شوند، نه با كاه.
برچسب: Nobel Prize، medicine،