Dodano: 05 październik 2020r.

Przyznano Nagrodę Nobla 2020 z medycyny i fizjologii

Tegoroczna Nagroda Nobla z fizjologii i medycyny została przyznana wspólnie Harveyowi J. Alterowi, Michaelowi Houghtonowi i Charlesowi M. Rice'owi „za odkrycie wirusa zapalenia wątroby typu C”

Przyznano Nagrodę Nobla 2020 z medycyny i fizjologii

 

Przyznanie Nagrody Nobla z medycyny i fizjologii tradycyjnie rozpoczyna Tydzień Noblowski. Jutro poznamy laureata bądź laureatów z fizyki, a w środę z chemii. W czwartek Akademia Szwedzka ogłosi nazwisko laureata literackiej Nagrody Nobla, a w piątek Norweski Komitet Noblowski poinformuje o przyznaniu Pokojowej Nagrody Nobla. W następny poniedziałek poznamy laureata lub laureatów tzw. ekonomicznego Nobla, jedynej nagrody, której w swoim testamencie nie wymienił fundator nagrody Alfred Nobel. Nagrodę przyznaje Centralny Bank Szwecji.

Nagroda Nobla 2020 z medycyny i fizjologii

Tegoroczna Nagroda Nobla przyznana została trzem naukowcom, którzy wnieśli decydujący wkład w walkę z wirusowym zapaleniem wątroby, głównym globalnym problemem zdrowotnym powodującym marskość i nowotwory wątroby u ludzi na całym świecie. Przed ich odkryciem większość przypadków zapalenia wątroby przenoszonego przez krew pozostawała niewyjaśniona. 

Harvey J. Alter, Michael Houghton i Charles M. Rice dokonali przełomowych odkryć, które doprowadziły do identyfikacji wirusa zapalenia wątroby typu C. Harvey J. Alter wykazał, że nieznany wirus był częstą przyczyną przewlekłego zapalenia wątroby. Z kolei Michael Houghton zastosował nowatorską wówczas strategię do wyizolowania genomu nowego wirusa, który nazwano wirusem zapalenia wątroby typu C. Natomiast Charles M. Rice przedstawił ostateczne dowody wskazujące, że sam wirus może powodować zapalenie wątroby. 

Odkrycia laureatów otworzyły drogę do opracowania terapii i leków, które uratowały miliony istnień na całym świecie.

Wirusowe zapalenie wątroby - globalne zagrożenie dla zdrowia

Zapalenie wątroby jest głównie spowodowane infekcjami wirusowymi, chociaż ważnymi przyczynami są również nadużywanie alkoholu, czynniki środowiskowe i choroby autoimmunologiczne. W latach czterdziestych XX wieku stało się jasne, że istnieją dwa główne typy zakaźnego zapalenia wątroby. Pierwszy, zwany wirusowym zapaleniem wątroby typu A, przenoszony jest przez zanieczyszczoną wodę lub żywność i generalnie ma niewielki długoterminowy wpływ na pacjenta. Drugi rodzaj - wirus zapalenia wątroby typu B - jest przenoszony przez krew i płyny ustrojowe i stanowi znacznie poważniejsze zagrożenie, ponieważ może prowadzić do przewlekłej choroby, w której może dojść do marskości i nowotworu wątroby.

Wirusowe zapalenie wątroby jest związane ze znaczną zachorowalnością i śmiertelnością i powoduje ponad milion zgonów rocznie na całym świecie, co czyni je globalnym problemem zdrowotnym na skalę porównywalną z zakażeniem wirusem HIV i gruźlicą.

Nieznany czynnik zakaźny

Kluczem do skutecznej interwencji przeciwko chorobom zakaźnym jest zidentyfikowanie czynnika sprawczego. W latach sześćdziesiątych Baruch Blumberg ustalił, że jedną z postaci krwiopochodnego zapalenia wątroby był wirus, który stał się znany jako wirus zapalenia wątroby typu B, a odkrycie to doprowadziło do opracowania testów diagnostycznych i skutecznej szczepionki. Blumberg otrzymał za to odkrycie Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny w 1976 roku.

W tym czasie Harvey J. Alter z National Institutes of Health badał występowanie zapalenia wątroby u pacjentów, którzy otrzymali transfuzję krwi. Chociaż badania krwi w kierunku nowo odkrytego wirusa zapalenia wątroby typu B zmniejszyły liczbę przypadków zapalenia wątroby związanego z transfuzją, Alter i jego współpracownicy wykazali, że nadal pozostaje duża liczba przypadków. W tym czasie opracowano również testy na zakażenie wirusem zapalenia wątroby typu A i stało się jasne, że wirusowe zapalenie wątroby typu A oraz typu B nie było przyczyną tych niewyjaśnionych przypadków.

Ogromnym zaniepokojeniem był fakt, że u znacznej liczby osób otrzymujących transfuzję krwi rozwinęło się przewlekłe zapalenie wątroby wywołane nieznanym czynnikiem zakaźnym. Alter i jego koledzy wykazali, że krew od pacjentów z zapaleniem wątroby może przenosić chorobę na szympansy. Późniejsze badania wykazały również, że nieznany czynnik zakaźny ma cechy wirusa. Metodyczne badania Altera zdefiniowały w ten sposób nową, odrębną postać przewlekłego wirusowego zapalenia wątroby. Tajemnicza choroba stała się znana jako zapalenie wątroby typu „nie-A, nie-B”.

Identyfikacja wirusa zapalenia wątroby typu C

Identyfikacja nowego wirusa miała wysoki priorytet. Wykorzystano wszystkie tradycyjne techniki polowania na wirusy, ale mimo to wirus wymykał się próbom identyfikacji. Michael Houghton, pracujący dla firmy farmaceutycznej Chiron, podjął żmudną pracę potrzebną do wyizolowania sekwencji genetycznej wirusa.

Houghton i jego współpracownicy stworzyli zbiór fragmentów DNA z kwasów nukleinowych znalezionych we krwi zakażonego szympansa. Większość tych fragmentów pochodziła z genomu samego szympansa, ale naukowcy przewidzieli, że część z nich będzie pochodzić od nieznanego wirusa. Zakładając, że we krwi pobranej od pacjentów z zapaleniem wątroby będą obecne przeciwciała przeciwko wirusowi, badacze wykorzystali surowice pacjentów do identyfikacji sklonowanych fragmentów wirusowego DNA kodującego białka wirusa. Po dokładnym wyszukiwaniu znaleziono jeden pozytywny klon. Dalsze prace wykazały, że pochodzi z nowego wirusa RNA należącego do rodziny flawiwirusów i został nazwany wirusem zapalenia wątroby typu C.

Brakowało jednak jednego istotnego elementu układanki: czy sam wirus może wywołać zapalenie wątroby? Aby odpowiedzieć na to pytanie, naukowcy musieli zbadać, czy sklonowany wirus był w stanie replikować się i powodować chorobę. Charles M. Rice, badacz z Washington University w St. Louis, wraz z innymi grupami pracującymi z wirusami RNA, zauważył wcześniej nieznany region na końcu genomu wirusa zapalenia wątroby typu C, który, jak podejrzewali uczeni, może mieć znaczenie dla replikacji wirusa.

Rice zaobserwował również różnice genetyczne w izolowanych próbkach wirusa i postawił hipotezę, że niektóre z nich mogą utrudniać replikację wirusa. Dzięki inżynierii genetycznej wygenerował wariant RNA wirusa zapalenia wątroby typu C, który zawierał nowo zdefiniowany region genomu wirusa i był pozbawiony inaktywujących odmian genetycznych. Po wstrzyknięciu tego RNA do wątroby szympansów wykryto wirusa we krwi i zaobserwowano zmiany patologiczne podobne do tych, które obserwowano u ludzi z przewlekłą chorobą. To był ostateczny dowód na to, że sam wirus zapalenia wątroby typu C może powodować niewyjaśnione przypadki zapalenia wątroby zależnego od transfuzji.

Odkrycie wirusa zapalenia wątroby typu C było przełomowym osiągnięciem w toczącej się walce z chorobami wirusowymi. Dzięki odkryciu tegorocznych laureatów Nagrody Nobla dostępne są obecnie bardzo czułe testy krwi na obecność wirusa, które zasadniczo wyeliminowały zapalenia wątroby po transfuzji w wielu częściach świata, znacznie poprawiając ogólny stan zdrowia populacji. Ich odkrycie umożliwiło również szybki rozwój leków przeciwwirusowych skierowanych przeciwko wirusowemu zapaleniu wątroby typu C.

Nagroda Nobla 2019 z medycyny i fizjologii

W ubiegłym roku Nagrodę Nobla z medycyny i fizjologii otrzymali William G. Kaelin, Sir Peter J. Ratcliffe oraz Greg L. Semenza za odkrycia, w jaki sposób komórki wykrywają i dostosowują się do dostępności tlenu.

Prace ubiegłorocznych noblistów ujawniły molekularne mechanizmy leżące u podstaw adaptacji komórek do zmian w dostępie do tlenu. Wykrywanie tlenu ma kluczowe znaczenie dla wielu chorób. Odkrycia dokonane przez laureatów mają fundamentalne znaczenie dla fizjologii i utorowały drogę obiecującym nowym strategiom walki z anemią, nowotworami i wieloma innymi chorobami.

William G. Kaelin, Sir Peter J. Ratcliffe i Gregg L. Semenza zidentyfikowali maszynerię molekularną, która reguluje aktywność genów w odpowiedzi na różne poziomy tlenu. Ich odkrycia ujawniły mechanizm jednego z najważniejszych procesów adaptacyjnych. Uczeni ustalili, w jaki sposób poziomy tlenu wpływają na metabolizm komórkowy i funkcje fizjologiczne. 

Wykrywanie tlenu pozwala komórkom dostosować metabolizm do niskiego poziomu tlenu: na przykład w naszych mięśniach podczas intensywnych ćwiczeń. Inne przykłady procesów adaptacyjnych kontrolowanych przez wykrywanie tlenu obejmują wytwarzanie nowych naczyń krwionośnych i wytwarzanie czerwonych krwinek. Nasz układ odpornościowy jest również dostrojony przez maszynerię wykrywającą stężenia tlenu. Wykazano nawet, że wykrywanie tlenu jest niezbędne podczas rozwoju płodowego do kontrolowania prawidłowego tworzenia naczyń krwionośnych i rozwoju łożyska.

Nagrody Nobla

Dotychczas przyznano 110 Nagród Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny i otrzymało ją 219 naukowców. Jeszcze nikt nie otrzymał Nagrody Nobla z tej dziedziny dwukrotnie. Uhonorowano nią tylko 12 kobiet.

Regulamin Nagrody Nobla mówi, że można nią uhonorować maksymalnie trzy osoby. W tym roku Fundacja Noblowska podwyższyła wysokość nagrody do 10 milionów koron szwedzkich. To w przeliczeniu daje około 950 tys. euro. Laureaci otrzymają także medal oraz dyplom.

W bazie danych nominacji można znaleźć interesujące ciekawostki na temat nagrody. Na przykład, Zygmunt Freud był aż 32 razy nominowany do nagrody, ale nigdy jej nie otrzymał. Od 50 lat nominacje są utrzymywane w tajemnicy.

Najmłodszym laureatem był Frederick G. Bantenga, który otrzymał nagrodę w 1923 roku w wieku 32 lat za odkrycie insuliny. Najstarszym natomiast był Peyton Rousa, który został wyróżniony prestiżową nagrodą w 1966 roku za odkrycie wywołujących nowotwór wirusów. Miał wtedy 87 lat.

 

Źródło: nobelprize.org, fot. nobelprize.org/ Niklas Elmehed