Ключът от клетката: как откритието на нобеловите лауреати ще се използва в борбата с рака и анемията

3
1491

Трима учени от САЩ и Великобритания изясниха по какъв начин живата клетка чувства присъствието на кислород в околната среда и създадоха възможност за разработването на перспективни лекарства за борба с рака и други опасни заболявания.

Изследователите, удостоени тази година с Нобелова награда за физиология и медицина, решиха важен научен проблем. Те с големи подробности изучиха механизма, с помощта на който клетките на нашия организъм разбират за наличието на достъпен кислород и приспособяват своята дейност към неговата концентрация.

Способността да се реагира на промените на външната среда е ключово свойство на живата материя. Цялата съвкупност от тези реакции, включително температура, киселинност, наличието на хранителни вещества или специални регулаторни молекули, по принцип съставят физиологията на организма. Но за съвременната биосфера най-важният фактор на средата е излишъкът или недостатъкът на кислород, който се използва от почти всички живи същества за получаване на енергия. Кислородът е вещество с много висока химическа активност и за да може с голяма точност да реагира на неговата концентрация, клетката има нужда от тънки механизми за регулиране и настройка. Именно тези механизми са изследвали нобеловите лауреати от тази година – Уйлям Кейлин и Грег Семенца от САЩ заедно със сър Питър Ратклиф от британския Оксфорд.

Тези изследвания започнаха още в края на 1980-те години и в началото на новия век вече са били известни функциите на хормона еритропоетин: в отговор на хипоксията неговата концентрация в кръвта се повишава, което принуждава организма усилено да произвежда еритроцити (червени кръвни телца). Грег Семенца се опитал да изясни първия стадий на този процес и по-точно, по какъв начин недостигът на кислород стартира производството на еритропоетин. Върху този проблем паралелно работи и британецът сър Питър Ратклиф. Почти едновременно двамата учени откриват удивителния факт, че загадъчният механизъм действа не само в бъбречните клетки, които произвеждат еритропоетин – той е на практика универсален за всички клетки на организма.

Малко по-късно Семенца откри протеина, който може да включва и изключва различни гени в зависимост от нивото на кислород. Този протеин бе наречен HIF (фактор, предизвикан от хипоксията). Оказа се, че механизмът на неговото действие не е особено сложен: в присъствието на кислород този протеин е нестабилен, а когато кислородът намалява, HIF се натрупва и започва да оказва сериозно влияние на физиологията на клетката. HIF е всъщност универсален превключвател, който в отговор на хипоксията включва във всяка една клетка точно определен букет от различни гени, необходим за нормалната работа на тъканите и органите.

Но оставал неизяснен въпросът, на какво се дължи нестабилността на HIF в присъствието на кислород. Решението на проблема открил Уйлям Кейлин – учен онколог, специалист по рядкото наследствено заболяване Синдрома на Фон Хипел-Линдау. Кейлин открил гена VHL, повредата на който предизвиква това заболяване. Оказало се, че нарушението работата на този ген има същото въздействие на клетката, каквото оказва и недостатъкът на кислород. При следващите експерименти е показано, че продуктът на гена VHL е част от механизма, който утилизира излишъците на HIF, когато нивото на кислород се повишава. За това, как точно работи този механизъм Ратклиф и Кейлин публикуваха през 2001 година своите научни работи в списание Science. Интересно е, че статиите са били разположени точно една под друга. Именно този последен фрагмент от мозайката два възможност за използването на този механизъм в медицината и фармакологията: започнаха да се търсят химически вещества, които стимулират или потискат избавянето на клетката от HIF.

Учените трябваше да чакат Нобеловата награда цели 18 години, но тази година техните достижения бяха удостоени от Нобеловия комитет.

Механизмът, описан от учените, работи в различните видове клетки и тъкани на човешкия организъм и разбирането на този механизъм може да се окаже изключително важно за широк кръг медицински задачи. Реакцията на клетката на кислорода е част от процеса на ръста на мускулите при тренировките, регенерацията на кръвоносните съдове, контрола на еритроцитите и други. И още, това е най-важният фактор за ръста на раковите тумори на кръвоносните съдове, които осигуряват неговото хранене и е ключов фактор в развитието на това заболяване. Веществата, които могат да въздействат на този механизъм – да го стимулират при едни заболявания и да го потискат при други – вече се разработват от редица биомедицински лаборатории и фармакологични компании.

Тази година стана известно за успешно проведените клинични изпитания на няколко препарата от тази група, включително и „Роксадустат“, показващ много добри резултати при лекуване на анемия вследствие от хронична бъбречна недостатъчност. Друг препарат разработен от AstraZeneca и FibroGen вече е одобрен за използване в Китай. Неговият аналог – препаратът „Вададустат“ на компанията Akebia Therapeutics също демонстрира много добра ефективност. Компанията GlaxoSmithKline вече даде заявка за производството на подобен на „Вададустат“ препарат в Япония. От друга страна, опитите за използването на ненапълно изясненият HIF механизъм дава разочароващи резултати при лечението на онкологични заболявания. Така например, през 2016 година със скандал завършиха изпитанията на нов препарат, разработен от компанията Threshhold Pharmaceuticals. В резултат от тези събития компанията изгуби около една трета от своята пазарна капитализация и се принуди да съкрати две трети от своите служители.

3
ДОБАВИ КОМЕНТАР

avatar
2 Коментари
1 Отговори на коментарите
0 Последователи
 
Коментарът с най-много реакции
Най-горещият коментар
  Абонирай се  
нови стари оценка
Извести ме за
Efix
Efix

Многомилиардната индустрия за борба с рака не се бори с рака, а прави пари от скъпоструващи терапии. Да открие лекарство срещу рака би означавало да си направи „харакири“ и да загине.

hssk
hssk

Има лекарство за рак,витамин Б17 или иначе казано Леатрил.но е евтино и нямат сметка от него

Efix
Efix

Точно така – ракът, също както скорбутът, е заболяване породено от недостиг на даден витамин в човешкия организъм. В случая скорбутът това е витамин C, а в случая с рака – B17 или както казваш ти Леатрил. Фармацевтичните компании късно са се усетили иначе сега щяхме да имаме и терапии срещу скорбута …