A sejtjeink oxigénellátása - Panorama - Badische Zeitung

Hétfő, 2019. október 07., 20:33

zeitung

A sportolók már régóta használják a dopping mechanizmusait: A kutatók felfedezték, hogyan szabályozzák az oxigént a sejtekben. Ezért megkapta az orvosi Nobel-díjat.

  • A Patrik Ernforsból (balra) álló Nobel-díjas bizottság, Anna Wedell és Randall Johnson kihirdette az idei orvosi Nobel-díjasokat. Fotó: Zheng Huansong (dpa)

Az oxigénellátás elengedhetetlen a test számára - és számos betegségben szerepet játszik. Nem csoda: "Ez az az anyag, amelyet a legtöbbet fogyasztanak, és amely nélkül a legrövidebb idő alatt túl lehet élni" - mondta néhány évvel ezelőtt Gregg Semenza amerikai kutató a baltimorei John Hopkins Egyetemről. Akárcsak amerikai kollégája, William Kaelin a bostoni Harvard Medical School-tól és a brit Peter Ratcliffe az Oxfordi Egyetemről, a Semenza molekuláris szinten tisztázta, hogyan működik az oxigénszabályozás a sejtekben.

"Az idei Nobel-díjasok úttörő felfedezései felfedték az élet egyik legfontosabb alkalmazkodási folyamatának mechanizmusát" - mondta hétfőn a Nobel-bizottság választásának magyarázatával. A folyamat jó 500 millió évvel ezelőtt kezdődött: a légkör oxigéntartalma a mai 21 százalékra emelkedett. Felmerültek az első állati lények - és velük együtt a szövetek és sejtek gázzal történő ellátásának mechanizmusai.

Régóta ismert, hogy a mitokondrium oxigént használ a tápanyagok energiává alakításához. Hasonlóképpen, ha oxigénhiány van, az eritropoietin (EPO) hormon koncentrációja megnő, ami növeli a vörösvértestek képződését. Sok sportoló használja az EPO ezt a funkcióját doppingoláskor.

Az oxigénszabályozás alapjai azonban az 1990-es évekig ismeretlenek voltak. Ezután Semenza genetikailag módosított egerekben fedezte fel, mely DNS-szekvenciák vannak az EPO gén mögött. A májsejtekben olyan fehérjével találkozott, amely központi szerepet játszik az oxigénszabályozásban: a HIF-ben (hipoxia-indukálható faktor). Normális oxigénszint mellett a sejtek lebontják a HIF fehérjét. Ha azonban oxigénhiány van, akkor a fehérje koncentrációja megnő a sejtben.

Ezután Kaelin és Ratcliffe felfedezték a kapcsolatot a HIF és a Von Hippel Lindau-szindróma (VHL) között, amely a szem és a központi idegrendszer daganataival társul. Ha a VHL fehérje mutálódott, a HIF nem bomlik le, mint az oxigénhiány esetén. A sejt erre erek képződésével reagál.

Mindkét mechanizmus érdekes az orvostudomány számára. A Kutatásalapú Gyógyszergyártók Szövetsége szerint a Nobel-díjasok munkája alapján jelenleg két új gyógyszerosztályt tesztelnek a betegeken. Az úgynevezett HIF-PH inhibitorok megakadályozzák a HIF lebomlását, és így serkentik az EPO képződését. Állítólag vérszegénységben szenvedő vesebetegek számára előnyös a nagyobb számú vörösvértest. Eddig az EPO-betegeket általában vérszegénységgel injekciózták.

A rákgyógyászatban ezzel szemben az úgynevezett HIF-2alpha antagonistáknak biztosítaniuk kell, hogy a rákos sejtek kevesebbet termeljenek a VEGF messenger anyagból. Például veserákban és agydaganatokban ennek gátolnia kell a daganatot ellátó új erek képződését. Ezeket a gyógyszereket már embereken tesztelik.

Semenza, Kaelin és Ratcliffe 2016-ban már megkapta az American Lasker-díjat az orvostudományért. A kutatás az ő vallása - mondta Semenza akkori elfogadó beszédében. "Csodálkozom a négymilliárd éves evolúció eredményével az univerzum ezen szegletében, és remélem, hogy alapvető felfedezésekkel és klinikai gyakorlatba való átvételükkel javíthatjuk az emberek életét."