Нобелівський тиждень-2024

Дослідження американских вчених – революція в лікуванні найтяжчих хвороб

Два американці й хробак «скромна нематода», як називають її у пресрелізі Нобелівського комітету довжиною в 1 мм, спричинили прорив у генетиці.

Американські вчені Віктор Емброс (Victor Ambros) і Гері Равкун (Gary Ruvkun) стали першими лавреатами 2024 року й першими у черзі цьогорічного «нобелівського тижня» і поділять на двох 11 мільйонів шведських крон (близько мільйона євро). Медицина, як завжди, відкриває низку гучних нагороджень та іноді скандалів. Але, хочеться вірити, не цього разу.

Генетичні дослідження сягнули, здається, неймовірних глибин. Розібратись у них без спеціальної освіти надзвичайно складно. З 60-х років вважалося (до відкриття цих двох генетиків), що вже відомі основні принципи регуляції генів. Але саме цьогорічним лавреатам вдалося зробити величезний прорив у розумінні цих механізмів. Важливу роль у них відіграє мікроРНК – новий клас крихітних молекул РНК і дослідження круглих черв’яків.

Як пояснює Нобелівський комітет із фізіології та медицини, наші органи та тканини складаються з багатьох різних типів клітин, усі з ідентичною генетичною інформацією, що зберігається в ДНК. Однак клітини формують унікальні набори білків. Як це можливо? Відповідь полягає в точному регулюванні активності генів таким чином, щоб тільки правильний набір генів був активним у кожному конкретному типі клітин. Це дозволяє, наприклад, м’язовим клітинам, кишковим клітинам і різним типам нервових клітин виконувати свої спеціальні функції. І важливу роль у цьому відіграють саме мікроРНК, яких до наших часів просто ніхто не відкрив.

Наприкінці 1980-х років Віктор Емброс і Гері Равкун працювали в лабораторії  Роберта Горвіца, який отримав Нобелівську премію 2002 року (разом із Сіднеєм Бреннером і Джоном Салстоном). Там вони досліджували одного з найменших, але й найбільш дослідженого черв’яка – круглого. Геном нематоди повністю просеквеновано й саме він використовується як «модельний організм» для молекулярної біології та біології розвитку. 

Віктор Амброс народився в 1953 році в Ганновері, Нью-Гемпшир, США. Здобув ступінь доктора філософії (PhD) в Массачусетському технологічному інституті, Кембридж. Був головним дослідником Гарвардського університету, професором Дартмутської медичної школи. Зараз професор природничих наук у Медичній школі Університету Массачусетса.

Гері Равкун народився в 1952 році в Берклі, штат Каліфорнія, США. Має ступінь доктора філософії(PhD), який отримав у Гарвардському університеті. Був доктором Массачусетського технологічного інституту, головним дослідником Массачусетського госпіталя та Гарвардської медичної школи, де зараз є професором генетики.

Досліджуючи мутації генів нематод два науковці поступово дійшли до відкриття надзвичайно короткої РНК, яка не мала коду для виробництва білка, але регулювала діяльність генів, які вони досліджували. Умовно кажучи, ця мРНК вмикала чи вимикала виробництво певного типу білка. Результати були опубліковані в 1993 році й спочатку зустріли майже оглушливе мовчання наукового співтовариства. Науковий світ вважав, що це відкриття не має жодного стосунку до інших живих організмів, а стосується лише круглих черв’яків. І лише у 2000-му нове дослідження Равкуна довело, що мікроРНК існує в усьому тваринному світі. Стаття викликала великий інтерес і протягом наступних років були ідентифіковані сотні різних мікроРНК. Сьогодні ми знаємо, що існує більше тисячі генів для різних мікроРНК у людини, і що регуляція генів мікроРНК є універсальною для багатоклітинних організмів.

Цей механізм регулювання існує сотні мільйонів років і він відповідає за еволюцію складних організмів. 

Це відкриття крихітки мРНК має не лише світоглядні чи теоретичні глобальні зміни, а й суто практичні. Аномальна регуляція за допомогою мікроРНК може викликати рак, діабет та аутоімунні захворювання. Мутації в генах, які кодують мікроРНК, були виявлені у людей із вродженою втратою слуху, захворюваннями очей і скелета. Мутації в одному з білків, необхідних для виробництва мікроРНК, призводять до синдрому DICER1, рідкісного, але важкого синдрому, який спричиняє рідкісні види раку. 

«МікроРНК виявилися фундаментально важливими для розвитку та функціонування організмів, і так дослідження маленького хробака призвело до великого прориву», – пояснюють у пресрелізі Нобелівського комітету.

Дослідження Віктора Амброса й Гері Равкуна має потенціал для змін у лікуванні різних захворювань, в тому числі й складних та невиліковних.

Чим важливе відкриття?

Розуміння захворювань: Дослідження мікроРНК допомагає зрозуміти, як порушення в їхньому функціонуванні можуть призводити до захворювань, таких як рак, серцево-судинні хвороби та неврологічні розлади. Це відкриває нові можливості для діагностики та лікування.

Терапевтичні підходи: Розробка терапій, які націлені на мікроРНК, може змінити підходи до лікування. Це включає створення ліків, які можуть коригувати рівні мікроРНК в організмі.

Біомаркери: МікроРНК можуть бути використані як біомаркери для ранньої діагностики захворювань, що дозволить виявляти їх на ранніх стадіях.

Еволюція молекулярної медицини: Це відкриття сприяє розвитку нових напрямків у молекулярній медицині, що може змінити наші уявлення про лікування та профілактику захворювань.

 За матеріалами видань, зокрема, пресрелізу Нобелівської премії.

Ярина Скуратівська, Київ