2009: Premiul Nobel pentru descoperirea modului în care telomerii și telomeraza protejează cromozomii
Premiul a fost acordat în comun lui Elizabeth H. Blackburn (Universitatea California, San Francisco, CA, USA), Carol W. Greider (Școala de Medicină Universitară Johns Hopkins, Baltimore, MD, USA) și Jack W. Szostak (Școala Medicală Harvard, Boston, Spitalul General Massachusetts, Boston, MA, USA, Institutul Medical Howard Hughes), pentru descoperirea modului în care telomerii și enzima numită telomerază protejează cromozomii.
Moleculele lungi de ADN, purtătoare ale genelor, sunt împachetate în cromozomi, telomerii fiind segmente de ADN situate la extremitatea acestora. Pe măsură ce celulele se multiplică, are loc scurtarea treptată a telomerilor și pierderea informației genetice, ceea ce provoacă îmbătrânirea celulară. Scurtarea telomerilor se produce progresiv și este cauzată de incapacitatea organismului de a mai produce suficientă telomerază (o enzimă care împiedică scurtarea telomerilor și reface secvențele de ADN telomeric, împiedicând astfel pierderea cromozomilor cu fiecare diviziune celulară) odată cu înaintarea în vârstă.
În celulele care nu se multiplică frecvent (cele mai multe celule normale), telomerii cromozomilor nu se scurtează, iar activitatea telomerazei este redusă (nu trebuie să refacă telomerii). În schimb, în celulele canceroase care au capacitatea de a se divide infinit (deci nu îmbătrânesc, fiind considerate nemuritoare), telomeraza are o activitate intensă pentru a păstra lungimea telomerilor.
Cercetătorii Hermann Muller (Premiul Nobel 1946) și Barbara McClintock (Premiul Nobel 1983) au observat structurile de la capetele cromozomilor, așa-numiții telomeri, dar mult timp, modul în care aceștia acționează a rămas o enigmă. Ulterior, Elizabeth Blackburn și Jack Szostak au descoperit că telomerii protejează cromozomii de degradare și împiedică unirea lor, acționând ca un capac de protecție, iar în anul 1984, Carol Greider și Elizabeth Blackburn au identificat enzima telomerază.
Deficitul de telomerază determină îmbătrânirea prematură, infertilitate, insuficiență cardiacă, probleme imunitare, atrofia anumitor organe și o diminuare a capacității de regenerare a țesuturilor (în special a celor din componenta sistemului digestiv, pielii și sângelui), în timp ce activitatea telomerazică crescută este asociată bolilor moștenite (de exemplu, anemia aplastică congenitală, boli ale pielii și ale plămânilor) sau cancerelor.
Terapiile viitoare urmăresc stoparea activității telomerazei în cromozomii celulelor canceroase, ceea ce va determina scurtarea telomerilor și în final moartea celulară (apoptoza). De asemenea, se urmărește obținerea de vaccinuri îndreptate împotriva celulelor cu activitate telomerazică crescută și dezvoltarea de noi terapii destinate tratării unor boli moștenite (de exemplu, anemia aplastică congenitală, boli ale pielii și ale plămânilor), cauzate de defecte ale telomerazei. Descoperirile lui Blackburn, Greider și Szostak au avut un impact major în înțelegerea mecanismelor bolii și procesului de îmbătrânire și au stimulat dezvoltarea unor terapii noi potențiale.
2008: Premiul Nobel pentru descoperirea virusurilor HPV și HIV
Premiul a fost împărțit, jumătate acordat lui Harald zur Hausen (Centrul German de Cercetare a Cancerului, Heidelberg, Germania) pentru descoperirea virusului papilloma uman care cauzează apariția cancerului cervical, iar cealaltă jumătate acordată în comun lui Françoise Barré-Sinoussi (Unitatea de Reglare a Infecțiilor Retrovirale, Departamentul de Virologie, Institutul Pasteur, Paris, Franța) și Luc Montagnier (Fundația Mondială de Cercetare și Prevenire SIDA, Paris, Franța), pentru descoperirea virusului imunodeficienței umane.
Virusul papilloma uman (HPV) și virusul imunodeficienței umane (HIV) sunt doi dintre cei mai letali viruși, tansmisibili în special pe cale sexuală, ce afecteză populația întregii planete, dar în special pe cea din țările subdezvoltate. Identificarea acestor viruşi a reprezentat un progres formidabil în combaterea bolilor provocate de aceştia.
În anul 1983, Harald zur Hausen a demonstrat rolul anumitor tulpini de HPV (16 și 18) în declanșarea cancerului cervical, al doilea cel mai frecvent cancer la femei, acestea fiind găsite în mod constant în aproximativ 70% din biopsii. Prin descoperirile sale a făcut ca tulpinile virale HPV16 și 18 să fie disponibile comunității științifice. S-au creat astfel vaccinurile care asigură o protecție ≥ 95% împotriva infecției cu tulpinile HPV16 și 18 cu risc înalt. Vaccinurile pot diminua, de asemenea, intervențiile chirurgicale, cu reducerea globală a cancerului de col uterin.
În anul 1984, Françoise Barré-Sinoussi și Luc Montagnier au descoperit virusul imunodeficienței umane care afectează sistemul imunitar, prin replicarea virală masivă și distrugerea limfocitelor (celulele-gazdă), slăbind mecanismele de apărare și supraveghere ale organismului împotriva infecțiilor, precum și împotriva anumitor tipuri de cancer. Aceștia au elucidat mecanismul de multiplicare virală și modul în care virusul interacționează cu celulele-gazdă (limfocitele) și s-a demonstrat definitiv că HIV este cauza sindromului imunodeficienței umane dobândite (SIDA). Aceste descoperiri au fost deosebit de importante, în contextul unei epidemii globale omniprezente, care afectează aproape 1% din populație. Descoperirea a determinat înțelegerea actuală a biologiei bolii și a tratamentului său. Mai mult, a condus la dezvoltarea de metode pentru diagnosticarea pacienților, ceea ce a limitat răspândirea pandemiei și, de asemenea, dezvoltarea mai multor clase de noi medicamente antivirale. Prevenirea și tratamentul au redus în mod substanțial răspândirea bolii și au sporit semnificativ speranța de viață a pacienților tratați.
2007: Premiul Nobel pentru descoperirea principiilor de introducere a modificărilor genice specifice la șoareci
Premiul a fost acordat în comun lui Mario R. Capecchi (Universitatea din Utah, Salt Lake City, UT, USA, Howard Institutul Medical Hughes Medical), Sir Martin J. Evans (Universitatea Cardiff, Regatul Unit) și Oliver Smithies (Universitatea din Carolina de Nord, Chapel Hill, NC, USA), pentru descoperirea principiilor de introducere a modificărilor genice specifice la șoareci prin utilizarea de celule stem embrionare.
Studiile realizate de cei trei cercetători au vizat obținerea de mutații genice la șoareci cu ajutorul celulelor stem embrionare (celule imature, nespecializate, care pot dezvolta toate tipurile de celule din organismul adult, specializate în realizarea unei anumite funcții), cu scopul de a stabili științific motivul apariției unor boli, precum fibroza chistică, bolile cardiovasculare sau neuro-degenerative.
Descoperirile celor trei cercetători au condus la crearea unei tehnologii extrem de importante, menționată ca terapia genică direcționată la șoareci. Se aplică în prezent în aproape toate domeniile biomedicinei – de la cercetarea de bază până la dezvoltarea de noi terapii. Cu ajutorul terapiei de direcționare genică este acum posibil să se producă aproape orice tip de modificare a ADN-ului în genomul (totalitatea genelor) șoarecilor, permițând oamenilor de știință să stabilească rolul genelor individuale în sănătate și boli. De asemenea, direcționarea genică ne-a ajutat să înțelegem rolul numeroaselor gene în dezvoltarea fătului la mamifere.
2006: Premiul Nobel pentru descoperirea modului de inactivare a genei de interferență din ARN-ul dublu catenar
Premiul a fost acordat în comun lui Andrew Z. Fire (Școala Universitară de Medicină Stanford, CA, USA) și Craig C. Mello (Școala Universitară de Medicină din Massachusetts, Worcester, MA, USA), pentru descoperirea modului de inactivare a genei de interferență din ARN-ul dublu catenar.
La toate organismele, materialul genetic este reprezentat de acizii nucleici, ADN (acidul dezoxiribonucleic) și ARN (acidul ribonucleic), care conțin informația genetică ce determină toate caracterele și însușirile organismelor vii. ADN-ul, păstrătorul informaţiei, este copiat în ARN, mesagerul care transportă instrucţiunile necesare formării proteinelor către partea celulei în care sunt asamblate proteinele (molecule vitale funcționării organismului, de exemplu enzimele implicate în digestia alimentelor, receptorii care primesc semnale de la creier, anticorpii care ne apără împotriva bacteriilor).
Cei doi cercetători au descoperit un mecanism fundamental pentru controlul fluxului de informații genetice. ARN-ul este format dintr-o singură catenă, dar poate exista și în formă dublu catenară. În anul 1998, Andrew Fire și Craig Mello, în urma studiilor realizate pe viermele cilindric Cenorabditis elegans, au descoperit fenomenul numit „interferență ARN“, adică ARN-ul dublu catenar blochează transformarea informației genetice în timpul formării proteinelor, cu inactivarea unor gene. Acest mecanism poate conferi celulelor mai mult control asupra activității genelor și de asemenea ar putea servi drept mecanism de apărare împotriva virusurilor care încearcă să-şi introducă în celule materialul genetic.
Descoperirea acestui mecanism permite studierea la scară largă a funcției genelor și poate conduce la dezvoltarea de noi terapii, constituind un instrument important de cercetare în biologie și biomedicină. În viitor, se speră că va fi utilizat în multe discipline, inclusiv medicina clinică și agricultură. Unele cercetări au evidențiat inactivarea cu succes a genelor în celulele umane și la animalele experimentale. În perspectivă se urmărește dezvoltarea ARN-ului de inactivare ca tratament pentru infecții virale, boli cardiovasculare, cancer, tulburări endocrine și alte afecțiuni.
Citește aici continuarea articolului!
Surse:
www.britannica.com/topic/history-of-medicine
www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/
){kind=link}