Ako sú naše bunky dodávané s kyslíkom - Panorama - Badische Zeitung
Po, 7. októbra 2019 o 20:33
Športovci používajú mechanizmy dopingu už dlho: Vedci zistili, ako je v bunkách regulovaný kyslík. Za to dostali Nobelovu cenu za medicínu.
- Výbor pre Nobelovu cenu, ktorý tvoria Patrik Ernfors (vľavo), Anna Wedell a Randall Johnson, vyhlásili laureátov tohtoročnej Nobelovej ceny za medicínu. Foto: Zheng Huansong (dpa)
Dodávka kyslíka je pre telo nevyhnutná - a hrá úlohu pri mnohých chorobách. Niet sa čomu čudovať: „Je to látka, ktorú človek konzumuje najviac a bez ktorej dokáže prežiť najkratšie,“ uviedol pred niekoľkými rokmi americký výskumník Gregg Semenza z John Hopkins University v Baltimore. Semenza, podobne ako jeho americký kolega William Kaelin z Harvardskej lekárskej fakulty v Bostone a Brit Peter Ratcliffe z Oxfordskej univerzity, objasnili na molekulárnej úrovni, ako funguje regulácia kyslíka v bunkách.
„Prelomové objavy tohtoročných držiteľov Nobelovej ceny odhalili mechanizmus, ktorý stojí za jedným z najdôležitejších adaptačných procesov v živote,“ uviedol v pondelok Nobelov výbor s vysvetlením svojej voľby. Proces sa začal dobrých 500 miliónov rokov: obsah kyslíka v atmosfére stúpol na dnešných 21 percent. Vynorili sa prvé živočíšne tvory - a spolu s nimi mechanizmy na zásobovanie tkanív a buniek plynom.
Už dlho je známe, že mitochondrie využívajú kyslík na premenu živín na energiu. Rovnako pri nedostatku kyslíka stúpa koncentrácia hormónu erytropoetín (EPO), čo zvyšuje tvorbu červených krviniek. Mnoho športovcov používa túto funkciu EPO pri dopingu.
Ale základy regulácie kyslíka neboli známe až do 90. rokov. Potom Semenza objavila u geneticky modifikovaných myší, ktoré sekvencie DNA sú za génom EPO. V pečeňových bunkách narazil na proteín, ktorý sa centrálne podieľa na regulácii kyslíka: HIF (hypoxia inducible factor). Pri normálnej hladine kyslíka bunky štiepia HIF proteín. Ak je však nedostatok kyslíka, zvyšuje sa koncentrácia proteínu v bunke.
Kaelin a Ratcliffe potom objavili súvislosť medzi HIF a Von Hippel Lindauovým syndrómom (VHL), ktorá súvisí s nádormi oka a centrálneho nervového systému. Ak dôjde k mutácii proteínu VHL, HIF sa nerozloží, ako je to v prípade nedostatku kyslíka. Bunka na to reaguje tvorbou krvných ciev.
Oba mechanizmy sú pre medicínu zaujímavé. Podľa Asociácie farmaceutických výrobcov založených na výskume sa na pacientoch v súčasnosti testujú dve nové triedy liekov na základe práce nositeľov Nobelovej ceny. Takzvané inhibítory HIF-PH zabraňujú rozkladu HIF, a tým stimulujú tvorbu EPO. U pacientov s obličkami, ktorí trpia anémiou, sa hovorí, že majú úžitok z vyššieho počtu červených krviniek. Zatiaľ sú pacientom s EPO zvyčajne injekčne podávané anémie.
Na druhej strane v medicíne proti rakovine by takzvaní antagonisti HIF-2alfa mali zabezpečiť, aby rakovinové bunky produkovali menej mediátorovej látky VEGF. Napríklad pri rakovine obličiek a mozgových nádoroch by to malo brzdiť tvorbu nových krvných ciev, ktoré zásobujú nádor. Tieto lieky sa už testujú na ľuďoch.
Semenza, Kaelin a Ratcliffe už v roku 2016 dostali americkú Laskerovu cenu za medicínu. Výskum je jeho náboženstvom, uviedol Semenza vo svojej prijímacej reči. „Som ohromený výsledkom štyroch miliárd rokov evolúcie v tomto kúte vesmíru a dúfam, že dokážeme zlepšiť životy ľudí zásadnými objavmi a ich uplatnením v klinickej praxi.“