Nobelpriset till kunskap om syrebrist

Årets Nobelpris i medicin eller fysiologi delas mellan William G. Kaelin, Sir Peter J. Ratcliffe och Gregg L. Semenza för upptäckt om cellers anpassning till syrebrist.

7 Okt 2019, kl 11:47
0

Gregg L. Semenza

Sir Peter J. Ratcliffe

William G. Kaelin

UPPDATERAD. Nobelpriset i fysiologi eller medicin 2019 delas lika mellan de tre pristagarna William G. Kaelin, Sir Peter J. Ratcliffe och Gregg L. Semenza för hur celler känner av syretillgång.

De tre pristagarnas forskning, som till skillnad från förra årets pris är ren grundforskning, har lett fram till identifiering av ett molekylärt maskineri som reglerar geners aktivitet beroende på syrenivå, vilket är livsnödvändigt.

Upptäckterna har också lett fram till nya lovande strategier för att bekämpa blodbrist, cancer och många andra sjukdomar.

Årets Nobelpristagare är inte de första att belönas för upptäckter kring processer och reglering av syrenivåer. Redan 1931 fick den tyska läkaren Otto Warburg Nobelpriset i fysiologi eller medicin för upptäckten att de syreberoende mitokondriernas omvandling av födoämnen till energi är en enzymatisk process.

Några år senare, 1938, belönades belgaren Cornielle Heyman med Nobelpriset för hur blodets syrenivåer kan läsas av utav specialiserade celler i blodkärl och därmed styra vår andningsfrekvens.

Årets pristagare; amerikanerna William Kaelin och Gregg Semenza och britten Sir Peter Ratcliffe har tillsammans men på olika sätt upptäckt och förklarat hur syrenivåer påverkar cellens ämnesomsättning och fysiologiska processer.

Med deras gemensamma upptäckter har de kunnat beskriva ett intrikat molekylärt samspel för den mer långsamma anpassningen till olika syrenivåer i kroppens celler, jämfört med den snabba reaktionen som upptäcktes av Cornielle Heyman.

I det molekylära maskineriet ingår DNA-segment för aktivering av genen som kodar för hormonet erytropoetin (EPO), som stimulerar nybildning av av röda blodkroppar och därmed blodets förmåga att transportera syre. Både Gregg Semenza och Sir Patrick Ratcliffe bidrog till upptäckten av detta DNA-segment.

Vid vidare forskning upptäckte Semenza att det till DNA-segmentet också, på ett syreberoende sätt, binder ett proteinkomplex. Detta komplex kallade han hypoxia-inducible factor (HIF), som vid närmare studier visade sig bestå av två proteiner (transkriptionsfaktorer) benämnda HIF-1α och ARNT.

När cellerna har god tillgång till syre är deras innehåll på HIF-1α lågt. Vid syrebrist ökar dock nivåerna av HIF-1α vilket då leder till reglering av aktivering av EPO-genen och därmed stimulering av nybildning av röda blodkroppar.

Ungefär samtidigt som Semenza och Ratcliffe gjorde sina upptäckter studerade William Kaelin, som är cancerforskare, en ovanlig sjukdom (von Hippel-Lindaus sjukdom) som beror på en genetisk defekt och som leder till förhöjd cancerrisk.

I sina studier kunde Kaelin visa att en gen kallad VHL hade avgörande betydelse för uppkomsten av cancer. Cancerceller som saknar genen producerar onormalt höga nivåer av gener som i normala fall reglerar cellernas svar på hypoxi (syrebrist). Det i sin tur leder till ökad nybildning av blodkärl som kan förse tumören med energi.

Sammantaget har de tre forskarnas upptäckter lett fram till kunskapen om hur celler anpassar sig till olika syrenivåer. I vårt dagliga liv pågår syreregleringen hela tiden, till exempel vid fysisk ansträngning och i vårt immunsystem. Även fostrets blodkärlsbildning under fosterutvecklingen och utvecklingen av moderkakan kräver syrereglering.

I sjukdomssammanhang har det syrereglerande maskineriet, som nämnts, bland annat stor betydelse vid cancer. I dagsläget pågår forskning för att utveckla läkemedel som kan påverka syreregleringen genom att antingen aktivera eller hämma maskineriet.

År 2016 belönades William Kaelin, Gregg Semenza och Sir Peter Ratcliffe med Laskerpriset för sin grundforskning.

Nobelpriset består av 9 miljoner kronor som delas lika mellan årets tre Nobelpristagare.

Texten är uppdaterad.

Om Gregg L. Semenza

Gregg L. Semenza är en amerikansk läkare och professor i pediatrik, strålningsbiologi, medicin och onkologi, född 1956. Han genomförde sin forskarutbildning vid University of Pennsylvania och forskade då om den sällsynta blodcancern beta-talassemi.

 

Gregg L. Semenza är professor vid John Hopkins university school of medicine och leder där den vaskulära forskningen vid institute for cell engineering.

Om Peter J. Rathcliffe

Sir Peter J. Ratcliffe är en brittisk läkare och cell- och molekylärbiolog, född 1954. Han studerade medicin vid Cambridge och senare Oxford och kom att specialisera sig på njurmedicin. Han etablerade även en forskargrupp med fokus på grundläggande mekanismer vid syresättning och syrebrist i njurarna.

 

År 2014 adlades han som belöning för sina insatser inom klinisk forskning. Sedan 2016 är Peter J. Ratcliffe chef för den kliniska forskningen vid Francis Crick institute. Han har samtidigt framstående poster vid Lidwig institute of cancer research och vid Target discovery institute, båda vid universitetet i Oxford.

Om William G. Kaelin Jr

William G. Kaelin Jr är en amerikansk läkare och medicinprofessor, född 1957. Han studerade matematik och senare medicin vid Duke university i Durham, North Carolina. Han specialiserade sig på invärtesmedicin och onkologi och inledde så småningom sin forskarbana vid Dana-Farber cancer institute där han etablerade en forskargrupp och studerade olika typer av ärftlig cancer.

År 2002 utnämndes han till professor vid Harvard medical school, Boston där han fortfarande arbetar.

Föregående artikelÖver 100 läkemedels-förslag under motionstiden
Nästa artikelLäkemedelsverket vill avliva myter om huvudlöss