Nobelovku za medicínu získali traja, sledovali reakcie buniek na nedostatok kyslíka

ŠTOKHOLM, BRATISLAVA. Nobelovu cenu za fyziológiu alebo medicínu získala trojica vedcov: William Kaelin Jr, Sir Peter Ratcliffe a Gregg Semenza.

Ocenenie získali za objav mechanizmu, akým bunky zaznamenávajú a prispôsobujú sa zmenám v dodávkach kyslíka. Alebo presnejšie, ako sa mení aktivita ich génov s ohľadom na premenlivé hladiny kyslíka.

Základný význam kyslíka bol síce známy celé stáročia, no tento mechanizmus bol dosiaľ neznámy.

Laureáti tak dokázali odhaliť procesy na fyziologickej úrovni, ktoré umožňujú existenciu života ako ho poznáme.

Granty podávajú aj víťazi

Skôr než sa mená laureátov dozvedá verejnosť, zástupca komisie Thomas Perlmann najskôr telefonicky oznámi dobrú správu priamo oceneným vedcom.

Výnimočne sa mu podarilo dovolať všetkým trom laureátom. Vlani bol úspešný iba spolovice.

„Najčulejšie znel Sir Ratcliffe, zastihli sme ho v jeho pracovni,“ povedal Perlmann. Laureát práve finalizoval žiadosť o grant na svoj výskum.

Ako posledný sa o svojej výhre dozvedel laureát William Kaelin. Komisia naňho totiž nemala priame telefónne číslo.

„Najskôr som zobudil jeho sestru, ona mi dala dve telefónne čísla,“ opisuje zástupca nobelovej komisie. Prvé bolo nesprávne, na druhom sa napokon podarilo Kaelina zastihnúť.

Výhra ho natoľko zaskočila, že ostal takmer bez slova.

„Ako vedec som tušil, že ak vám o piatej ráno zvoní telefonát s priveľkým počtom číslic, môže to byť dobrá správa,“ cituje Kealina The Guardian. „Začalo mi búšiť srdce, bolo to trochu neskutočné.“

Ani jednému z laureátov vraj neprekážalo, že sa o ocenenie musí podeliť.

Laureátov Nobelovej ceny sa aj tento rok pokúsila predpovedať spoločnosť Clarivate Analytics. Svoje zoznamy zostavujú na základe vysokého počtu citácií.

Analytické odhady na základe vedeckého vplyvu sa však ani tento rok nezhodovali s rozhodnutím komisie.

Cenu podľa analytikov mohli získať odborníci skúmajúci komunikáciu v kmeňových bunkách, bádatelia v oblasti autoimunitných ochorení, alebo priekopníci optogenetiky, ktorou možno s pomocou svetla riadiť bunky v tkanivách.

Ocenené bunky a kyslík

Objav trojice vedcov zachytáva základnú, no kritickú zložku ľudskej a zvieracej fyziológie, ktorou sa telo dokáže adaptovať na zmeny v okolitom prostredí aj v samotnom organizme.

„Kyslík je nevyhnutný pre život a prakticky všetky živočíšne bunky ho využívajú na to, aby premieňali jedlo na použiteľnú energiu,“ vysvetľoval pozadie ocenenia fyziológ a patológ z Cabridgeskej univerzity Randall Johnson.

Hladiny kyslíka, ktorý je dostupný bunkám, sa však môžu v jednotlivých tkanivách líšiť. Ocenení vedci objavili molekulárny spínač, ktorý reguluje spôsob, akým sa bunky prispôsobujú poklesu hladín kyslíka.

„Tak ako sviečka potrebuje isté množstvo kyslíka na to, aby jasne horela, tak bunky prispôsobujú svoj metabolizmus tomu, koľko kyslíka majú k dispozícii,“ opísal fyziológ.

Vďaka tomuto mechanizmu môžu bunky v tele účinne a bezpečne spaľovať „palivo“ a vytvárať teplo, vykonávať fyzickú prácu či budovať nové tkanivá.

Keďže sa hladiny dostupného kyslíka môžu naprieč telom líšiť, bunky si museli vytvoriť mechanizmus, ktorým sa prispôsobia zmenám, zatiaľ čo naďalej robia svoju prácu.

Takéto výkyvy sa môžu objavovať nielen pri samotnom dýchaní, ale aj počas cvičenia, pri vývoji plodu, počas imunitných reakcií tela, ale aj pri zmenách nadmorskej výšky.

Nedostatok kyslíka následne spúšťa adaptívne procesy, ako je formovanie nových ciev, prípadne vznik nových červených krviniek alebo zmeny v metabolizme buniek.

Jednou z prvých reakcií tela na nedostatok kyslíka (napríklad pri anémii alebo vo vysokej nadmorskej výške) je vylučovanie EPO hormónu v obličkách.

Nárast hladín EPO hormónu v čase, keď bunky bojujú s nedostatkom kyslíka, umožnil vedcom využívať gény EPO hormónu ako nástroj. S ich pomocou mohli vedci analyzovať akú úlohu zohráva kyslík v kontrole toho, ako sa realizuje informácia zapísaná v génoch.

Laureáti postupne určili presné časti génu, opísali celý mechanizmus a „spínač“, ktorý spúšťa životne dôležité reakcie buniek. Ich objav má široké medicínske využitie a už dnes vznikajú prvé liečby založené na ocenenom výskume.

Detekcia kyslíka totiž zohráva dôležitú úlohu vo viacerých ochoreniach, vrátane chudokrvnosti, výškovej choroby, mozgovej mŕtvice a infarktu, ale aj pri infekciách či drobných poraneniach, ktoré narušia lokálne zásobovanie krvou.

Ako vyberajú víťaza

Víťaz Nobelovej ceny za medicínu tento rok vzišiel spomedzi 400 nominovaných vedcov. Profesorka Juleen Zierath, ktorá patrí do 50-člennej výberovej komisie, hovorí, že nováčikovia sú už tradične v menšine.

Súvisiaci článok O dva týždne rozdajú Nobelovky. Kto ich môže získať? Čítajte 

Až 75 percent nominovaných jednotlivcov už bolo na zozname niekedy počas uplynulých rokov.

O mene laureáta komisia rozhodne vždy v prvý októbrový pondelok. Členovia komisie ho vyberajú už len z trojice mien, ktoré sa dostanú do najužšieho výberu.

Kritéria na laureátov ceny za fyziológiu alebo medicínu určil ešte samotný Alfred Nobel. Vo svojom závete požadoval, aby ocenenie získal jednotlivec, ktorého objav bude pre ľudstvo ohromným prínosom.

Znamená to, že nobelovkou sa neoceňuje celoživotné dielo a nie je ani súťažou v popularite. Z objavu musí vyplynúť úplne nová paradigma alebo musí zmeniť dosiaľ zavedený spôsob uvažovania, postupy a metódy.

Kto vyhral v minulosti?

Prestížne ocenenie vlani získala dvojica imunológov, Američan James P. Allison a Japonec Tasuku Honjo.

Nobelovku získali za objav v liečbe rakoviny pomocou špeciálnej formy imunoterapie – inhibíciou negatívnej imunitnej regulácie.

Historicky komisia ocenila napríklad výskum biologických hodín, proces ochrany chromozómov, ale aj objav inzulínu či lieku proti malárii.

Pondelková Nobelova cena za fyziológiu alebo medicínu je prvým zo série piatich ocenení. Vyhlasujú sa postupne, nasledovať bude utorkové udeľovanie ceny za fyziku.

Vlaňajšie ocenenia získali vo fyzike objavy v laserovej fyzike, v chémii využitie sily evolúcie v laboratóriu a za mier bojovníci proti sexuálnemu násiliu v konfliktoch.

Nobelove ceny v číslach

• V rokoch 1901 až 2018 dosiaľ získalo cenu za medicínu alebo fyziológiu 109 laureátov. Dvanásť z nich boli ženy.
• Laureáti nobeloviek v roku 2019 dostanú odmenu približne 830-tisíc eur. Ak je laureátov v danej oblasti viac, peniaze si rozdelia.
• Okrem finančnej odmeny dostanú ocenení aj zlatú medailu. Jej hodnota je ešte vyššia, niektorí zberatelia sú za ňu ochotní zaplatiť aj 4 milióny eur.
• Viac než 90 percent laureátov tvoria muži. Najsilnejšie zastúpenie majú ženy medzi ocenenými v oblasti mieru, literatúry a medicíny.
• Laureátmi sú najčastejšie ľudia vo veku 63 rokov. Najmladší človek, ktorý získal nobelovku, bola v tom čase 17-ročná laureátka ocenenia za mier Malala Júsafzajová. Najstarším bol laureát ceny za fyziku, 96-ročný Artur Ashkin.
• Viac než tretinu ocenených tvoria Američania. Z ostatných národov sú medzi laureátmi najviac zastúpení Briti, Nemci a Francúzi.