Modul în care celulele noastre sunt alimentate cu oxigen

Luni, 07 octombrie 2019 la 20:33

Sportivii folosesc mecanismele de dopaj de mult timp: cercetătorii au descoperit cum este reglementat oxigenul în celule. Pentru asta au primit Premiul Nobel pentru Medicină.

Comitetul Premiului Nobel format din Patrik Ernfors (stânga), Anna Wedell și Randall Johnson a anunțat câștigătorii Premiului Nobel pentru Medicină din acest an. Foto: Zheng Huansong (dpa)

Aprovizionarea cu oxigen este esențială pentru organism - și joacă un rol în multe boli. Nu e de mirare: „Este substanța care se consumă cel mai mult și fără de care se poate supraviețui cel mai scurt”, a spus cercetătorul american Gregg Semenza de la Universitatea John Hopkins din Baltimore în urmă cu câțiva ani. Semenza, la fel ca colegul său american William Kaelin de la Harvard Medical School din Boston și britanicul Peter Ratcliffe de la Universitatea din Oxford, a clarificat la nivel molecular modul în care funcționează reglarea oxigenului în celule.

„Descoperirile inovatoare ale câștigătorilor Premiului Nobel din acest an au dezvăluit mecanismul din spatele unuia dintre cele mai importante procese de ajustare din viață”, a declarat luni Comitetul Nobel, explicând alegerea sa. Procesul a început acum 500 de milioane de ani: conținutul de oxigen din atmosferă a crescut la 21% în prezent. Au apărut primele creaturi animale - și odată cu ele mecanisme pentru a furniza țesuturi și celule cu gaz.

De mult timp se știe că mitocondriile folosesc oxigenul pentru a transforma nutrienții în energie. De asemenea, atunci când există o lipsă de oxigen, concentrația hormonului eritropoietină (EPO) crește, ceea ce crește formarea de celule roșii din sânge. Mulți sportivi folosesc această funcție EPO atunci când dopează.

Dar elementele de bază ale reglării oxigenului au fost necunoscute până în anii '90. Apoi Semenza a descoperit la șoareci modificați genetic care secvențe de ADN se află în spatele genei EPO. În celulele hepatice a întâlnit o proteină care este implicată central în reglarea oxigenului: HIF (Hypoxia Inducible Factor). Cu niveluri normale de oxigen, celulele descompun o proteină HIF. Cu toate acestea, atunci când există o lipsă de oxigen, concentrația proteinei din celulă crește.

Kaelin și Ratcliffe au descoperit apoi o legătură între HIF și sindromul Von Hippel Lindau (VHL), care este asociat cu tumorile ochiului și ale sistemului nervos central. Dacă proteina VHL este mutată, HIF nu este defalcat, așa cum este cazul lipsei de oxigen. Celula reacționează la aceasta cu formarea vaselor de sânge.

Ambele mecanisme sunt interesante pentru medicină. Potrivit Asociației producătorilor de produse farmaceutice bazate pe cercetare, două noi clase de medicamente sunt testate în prezent pe pacienți pe baza lucrărilor câștigătorilor premiului Nobel. Așa-numiții inhibitori HIF-PH împiedică descompunerea HIF și astfel stimulează formarea EPO. Se spune că pacienții cu rinichi care suferă de anemie beneficiază de numărul mai mare de celule roșii din sânge. Până în prezent, pacienții EPO sunt de obicei injectați direct cu anemie.

În medicina cancerului, pe de altă parte, așa-numiții antagoniști HIF-2alfa ar trebui să se asigure că celulele canceroase produc mai puțin din substanța mesager VEGF. De exemplu, în cazul cancerului de rinichi și al tumorilor cerebrale, acest lucru ar trebui să inhibe formarea de noi vase de sânge pentru alimentarea tumorii. Aceste medicamente sunt deja testate pe oameni.

Semenza, Kaelin și Ratcliffe primiseră deja Premiul American Lasker pentru medicină în 2016. Cercetarea este religia sa, a spus Semenza în discursul său de acceptare. "Sunt uimit de rezultatul a patru miliarde de ani de evoluție în acest colț al universului și sper că putem îmbunătăți viața oamenilor cu descoperiri fundamentale și aplicarea lor în practica clinică."