Нобелевскую премию по медицине в 2019 году получили британский ученый Питер Ратклифф и американцы Уильям Келин-младший и онколог медицинского университета имени Джона Хопкинса Грегг Семенца. Премия присуждена за исследования клеток и того, как они адаптируются к нехватке кислорода.

«Фундаментальное значение кислорода было известно веками, а вот как клетки адаптируются к изменению уровня кислорода, долгое время было непонятно. Работа нобелевских лауреатов этого года раскрыла молекулярные механизмы, стоящие за тем, как клетки реагируют на изменения в снабжении кислородом», — говорится в сообщении Нобелевского комитета.

По мнению аналитиков, открытия нынешних лауреатов проложили путь для создания новых, перспективных методов борьбы с анемией, раком и многими другими заболеваниями.

Один из основоположников российской школы пульмонологии, академик Александр Чучалин назвал объективным решение Нобелевского комитета. «Можно только аплодировать тому факту, что Нобелевский комитет уделил такое внимание гипоксемии и объективно подошел к оценке научного направления американских и английских врачей. Надо сказать, что российские ученые в свое время внесли колоссальный вклад в изучение этой проблемы. В нашей стране всегда искали, как помочь человеку избавиться от кислородного голодания. Для этого создавали различные методы, в том числе респираторной поддержки», — сказал он.

О другой стороне исследований Нобелевских лауреатов этого года рассказал заведующий лабораторией эпигенетики Института общей генетики имени Вавилова РАН Сергей Киселев.

По его словам, лауреаты показали, как клетки ткани реагируют на изменение парциального (давление отдельно взятого компонента газовой смеси) давления кислорода и, как следствие, на возникновение избытка или недостатка этого газа. Такое происходит, например, из-за повреждения или закупоривания кровеносного сосуда вследствие сердечно-сосудистых заболеваний. В этом случае на генетическом, биохимическом и молекулярном уровне запускается программа активного деления клеток, чтобы восстановить поврежденный сосуд и кровоснабжение ткани.

Киселев добавил, что у исследований новых лауреатов есть еще одна сторона, связанная с борьбой с раком. Дело в том, что опухоли живут в условиях постоянной гипоксии, и изучение процессов ответа клеток на изменение снабжения кислородом может пролить свет на то, как бороться с опухолями, в том числе злокачественными.

«Изучение механизмов гипоксии опухолевой ткани может привести к разработке новых терапевтических средств. Поэтому изучение взаимодействия внешнего кислорода и внутренних клеточных сигнальных механизмов, которые определяют и функционирование клетки, и судьбу клетки, весьма актуальны и важны», — сказал Киселев.

Профессор Каролинского медицинского института в Стокгольме Улле Шэмпе пояснил что о важности кислорода для клеточных процессов было известно давно, но именно Келину, Ратклиффу и Семенце удалось установить, каким именно образом клетка «понимает», что ей не хватает кислорода и что ей в этом случае делать.

«Долгое время мы знали, что уровень кислорода регулирует выработку эритропоэтина, гормона роста, отвечающего за выработку в организме эритроцитов — кровяных телец, переносящих кислород. Но мы не знали сенсорный механизм того, каким образом организм «узнает» об этом. Например, каким образом почка «понимает», что уровень кислорода снизился и она должна производить больше эритропоэтина? Оказывается, существует молекулярный механизм, «чувствующий» это. Это очень элегантный механизм», — сказал Шэмпе.

Он также пояснил, каким именно образом реагируют клетки. «Все клетки в нашем теле выделяют на постоянном уровне белок HIF-1a, и при недостатке кислорода в ядро клетки поступает сигнал о том, что уровень этого белка снижается. Тогда происходит модификация белка — пропил-гидрокисилирование, которая и позволяет клетке «понять» это. Этот механизм активируется во всех клетках организма, когда уровень кислорода снижается. Например, если вы поранились, этот механизм активируется в месте повреждения кожи», — отметил эксперт.

Практическое применение открытия возможно уже в ближайшие годы, добавил Шэмпе. «Сейчас идут клинические испытания препаратов, в ходе которых они блокируют гидроксилирование. Это может быть использовано вместо эритропоэтина. Вместо инъекций пациент будет получать таблетки. Кроме этого, многие опухоли активируют эту систему, используют ее для своей пользы. И тогда эту систему можно заблокировать, «отрезав» таким образом питание опухоли», — рассказал эксперт.

Он добавил, что около двух недель назад в Китае были опубликованы первые статьи об удачном применении методов лечения основанных на механизме, открытом Келиным, Ратклиффом и Семенцой.

Нобелевская премия в области физиологии и медицины присуждалась 109 раз, лауреатами стали 216 человек. В том числе два наших знаменитых ученых: Иван Павлов награжден в 1904 году за работу по физиологии пищеварения, а в 1908 году высшую научную награду получил Илья Мечников за труды по иммунитету.