Доктор Осуми изобрел оружие против самых тяжелых болезней

Аналитика 04.10.2016 19:46 1403

Почему открытие механизмов аутофагии действительно заслуживает Нобелевской премии?

Лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине стал Есинори Осуми (Yoshinori Ohsumi) за исследования аутофагии – внутриклеточного механизма «сборки мусора». Осуми родился в 1945-м, особом и трагическом для Японии году ядерной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки. После окончания Токийского университета некоторое время работал в Университете Рокфеллера США, затем вернулся на родину, в стены родной альма-матер, где занимался фундаментальными исследованиями живых организмов. В 1988 году он увидел под микроскопом процесс активного движения белка внутри вакуоли клетки. Клетка, которая испытывала нехватку питания, начала расщеплять белок, чтобы использовать его как источник энергии. Это очень заинтересовало Осуми, который посвятил исследованию механизмов аутофагии более 10 лет жизни.

В Нобелевском комитете высоко оценили работу японского ученого, заявив, что исследование Осуми привело к «новой парадигме в нашем понимании того, как клетка перерабатывает содержимое», а также «открыло путь к пониманию фундаментальной важности аутофагии для множества физиологических процессов», в том числе, борьбе против самых тяжелых напастей человечества – рака, диабета, болезни Альцгеймера и тому подобное.

Свою премию в размере 8 миллионов шведских крон (чуть более 950 тысяч долларов США) он получит вместе с другими учеными-лауреатами в Стокгольме 10 декабря.

Что такое аутофагия?

Аутофагия – один из ключевых клеточных процессов, участвующих в самобновлении клетки и поддержании ее корректного функционирования. Термин, давший название процессу, образован из двух греческих слов «аутос», что означает «сам», и «фагеин», что означает «съесть», которые вместе переводятся как «самопоедание».

Явление аутофагии было открыто учеными еще в 1960-х годах в клетках человека. Да, ученые знали, что аутофагия присуща практически всем живым организмам. Благодаря ей клетки избавляются от ненужных частей, а организм в целом – от ненужных клеток. Однако, разобраться в тонкостях механизма исследователи так и не смогли. Никто из них не знал, как появляются так называемые аутофагисомі, как регулируется их активность, какие гены контролируют процесс. И, возможно, явление аутофагии осталось бы не исследованным, но в 90-х годах за дело принялся японский ученый Есинори Осуми.

Прежде всего, для проведения своего исследования Осуми выбрал удобный объект – обычные хлебопекарные дрожжи (ученые часто их используют из-за сходства с клетками тела человека). Вследствие блестящего эксперимента исследователь получил механизмы, которые позволили ему определить и охарактеризовать ключевые гены, вовлеченные в процесс. То есть, Осума сумел досконально изучить процесс аутофагии у дрожжей: какие белки принимают участие, какие каскады реакций запускаются, что с чем взаимодействует, как передаются сигналы и тому подобное.

Благодаря Осуми наука выяснила, что аутофагия контролирует важные физиологические функции, связанные с распадом и переработкой клеточных компонентов. Например, в процессе аутофагии клетка способна обеспечить себя строительным материалом, питательными веществами и энергией, необходимыми для клеточного ответа на голод и другие виды стресса. Также, столкнувшись с инфекцией, клетка с помощью механизма аутофагии может попасть внутрь бактерии или вируса и уничтожить его.

Выяснилось, почему голодать полезно

Аутофагия приобретает наибольшую интенсивность, когда организм находится в стрессовом состоянии. Например, голодает. В этом случае клетка производит энергию за счет своих внутренних ресурсов – с любого накопившегося мусора. И в том числе – болезнетворных бактерий.

Открытие лауреата свидетельствует, что голодать, а иногда и постить все же полезно, потому что организм действительно очищается.

Как уверяют коллеги Осуми, аутофагия предохраняет организм от преждевременной старости. Даже больше – омолаживает, ибо создает новые клетки, выводит из организма дефектные белки и поврежденные внутриклеточные элементы, поддерживая его в надлежащем состоянии.

Процес аутофогії

Для медицины это возможность управлять клеточными процессами

Исследования аутофагии будет использовано в медицине, поскольку обнаруженное японским ученым свойство клеток поедать собственные поврежденные органеллы и сами клетки распространяется и на человека как на многоклеточный организм. Следовательно, механизм аутофагии будет использоваться при изучении процессов старения, лечении диабета, генетических и некоторых раковых заболеваниях.

Укринформ поинтересовался у директора Института экспериментальной патологии, онкологии и радиобиологии им. Г. Е. Кавецкого НАН Украины Василия Федоровича Чехуна, как процесс аутофагии будет использоваться в медицине, в том числе при лечении рака. Ученый говорит, что при онкологических заболеваниях аутофагия одновременно может быть и другом, и врагом. А именно: обезвреживая раковые клетки путем программированной клеточной смерти, или, наоборот, помогая раковым клеткам выживать при недостатке питательных веществ и кислорода. Следовательно смещение этого баланса в нужную сторону – возможность управлять аутофагией – дает врачам новый способ борьбы с раком.

Чехун: «Явление аутофагии было известно давно, еще в 19 веке, но только сегодня открыты конкретные механизмы. Аутофагия участвует во многих процессах, в том числе – злокачественном, когда опухоль приобретает признаки автономности, то есть, поддерживает свой энергетический ресурс. Следовательно, это открытие позволит акцентировать усилия и изобрести механизмы влияния на эти процессы. А именно: обезвредить раковые клетки путем программированной клеточной смерти. Следовательно, я считаю, что для медицинской науки и общества исследования аутофалии это большой шаг вперед».

Аутофагия борется с диабетом 2 типа

Ученые из Калифорнийского университета провели довольно интересное исследование, которое показало сходство между диабетом 2 типа и болезнью Альцгеймера, а также другими нейродегенеративними заболеваниями, для которых характерно накопление токсических форм амилоидных белков. По мнению ученых, важную роль в очистке этих белков играет явление аутофагии.

Исследования над мышами, у которых процесс самоочищения (аутофагия) не работал должным образом, показали, что уровень накопления токсичных амилоидных белков выше. Вскоре у грызунов развился диабет 2 типа. А если, управляя аутофагией, запустить этот процесс в обратном направлении... Неужели победа над диабетом-2?

Мирослав Лискович, Киев

Расширенный поискСпрятать расширенный поиск
За период:
-