Orvosok kapták a kémiai Nobel-díjat

Két amerikai kutató, Robert J. Lefkowitz és Brian K. Kobilka kapta fehérjekutatásokért az idei kémiai Nobel-díjat - jelentették be szerdán a Svéd Királyi Tudományos Akadémián Stockholmban.

A két kutató a bizottság indoklása szerint a G-fehérjekapcsolt receptorok kutatása terén elért eredményeivel érdemelte ki a díjat.
Testünk milliárdnyi sejt közötti kapcsolatból felépülő, összetett rendszer. Minden egyes sejtnek apró receptorai vannak, amelyek képessé teszik környezete érzékelésére, hogy alkalmazkodni tudjon az új helyzetekhez. Robert J. Lefkowitz és Brian K. Kobilka áttörést jelentő felfedezéseket tett, amelyekkel leírták egy fontos receptorcsalád, a G-fehérjekapcsolt receptorok belső működését - olvasható a Nobel-díj hivatalos honlapján.

Hosszú ideig rejtély maradt, hogy a sejtek miként képesek érzékelni környezetüket. Azzal tisztában voltak a tudósok, hogy erőteljes hatása van olyan hormonoknak, mint az inzulin: emeli a vérnyomást és felgyorsítja a szívverést. Feltételezték azt is, hogy a sejtek felszínén vannak valamiféle receptorok a hormonok számára. Az viszont, hogy ezek a receptorok valójában miből állnak és hogyan működnek, csaknem az egész 20. században feltáratlan maradt.

Lefkowitz 1968-ban kezdett el radioaktív izotópokat használni a sejtek receptorainak nyomon követésére. Ennek során több receptort sikerült megtalálnia, köztük egy adrenalinreceptort is. A kutatócsoport 1980-ban tette meg a következő nagy lépést. Az újonnan csatlakozott Kobilka elhatározta, hogy a szóban forgó receptort kódoló gént izolálja az emberi genomból, és kreatív megközelítésének köszönhetően el is érte célját. Amikor a kutatók elemezték a gént, észrevették, hogy a receptor hasonlít egy szemben található, a fény "befogására" szolgáló receptorhoz.

Ekkor jöttek rá arra, hogy egy egész receptorcsaládról van szó, amelyek szerkezete és működése is hasonló. Ma az ebbe a receptorcsaládba tartozó tagokat G-fehérjekapcsolt receptoroknak hívják. Körülbelül ezer génünk van, amely ilyen receptorokat kódol, például a fény, az ízek, a szagok, az adrenalin, a hisztamin, a dopamin és a szerotonin receptora is ide tartozik. A gyógyszerek körülbelül fele e receptorokon keresztül fejti ki hatását.
2011-ben Kobilka újabb áttörést ért el: képalkotó eljárással "megörökítette" a pillanatot, amikor az adrenalin receptorát aktiválja a hormon és jelet küld a sejtnek. A molekuláris mesterműnek számító felvétel több évtizedes kutatómunka eredménye.

Robert J. Lefkowitz 1943-ban született New Yorkban, orvosi diplomáját a Columbia Egyetemen szerezte 1966-ban, jelenleg a Howard Hughes Orvosi Intézet és a Duke Egyetem Orvosi Központjának professzora.

Brian K. Kobilka 1955-ben született Little Fallsban, orvosi diplomáját 1981-ben szerezte a Yale Egyetemen, jelenleg a Stanford Egyetem orvosi karának professzora.
Az elismeréssel összesen 8 millió svéd korona (263 millió forint) jár együtt, amelyet fele-fele arányban kapnak meg a díjazottak.

Liliom Károly enzimológus: a célzott gyógyszerfejlesztéseket tette lehetővé a kémiai díjazottak munkássága

A célzott gyógyszerfejlesztéseket tette lehetővé az idei kémiai Nobel-díjasok, Robert J. Lefkowitz és Brian K. Kobilka munkássága - mondta Liliom Károly, az MTA TTK Enzimológiai Intézetének tudományos főmunkatársa. A két amerikai a G-fehérjekapcsolt receptorok kutatása terén elért eredményeivel érdemelte ki a legmagasabb tudományos elismerést.

Mint a tudós az MTI-nek kifejtette, körülbelül másfélezer receptor van az emberi sejtekben, ezeknek hozzávetőleg a fele G-fehérjekapcsolt receptor, vagyis ez a legnagyobb receptorcsalád.

"Ami miatt érdekes ez a receptorcsalád, az az, hogy segítségükkel fogja fel a sejt a külvilág ingereit. A G-fehérjekapcsolt receptoroknak több mint a fele a szaglásban játszik szerepet, de a legváltozatosabb külső hatásokra, változásokra, ingerekre is tudnak kapcsolódni. A leghíresebb G-fehérjekapcsolt receptor a rodopszin, amely a látás alapját képezi és felfogja a fényrészecskéket, a fotonokat" - magyarázta a kutató.

Ismertetése szerint a G-fehérjekapcsolt receptorok családján belül több alcsalád van, ezeken keresztül hatnak a különböző hormonok, ingerületátvivő anyagok. A külvilági ingerekre megvalósuló sejtválasz mellett a receptorok magának a sejtnek az életét is a legalapvetőbb módon tudják befolyásolni: kihatással vannak osztódásukra, s arra, hogy nyugalmi állapotban maradjanak, differenciálódjanak vagy beindítsák az apoptózist, a programozott sejthalált, ami az élettani ciklus fontos állomása.

"Abból, hogy ilyen sokrétű szerepet játszanak, következik, hogy ezek a receptorok gyógyszercélpontok. A jelenleg forgalomban lévő készítményeknek körülbelül 60 százaléka a G-fehérjekapcsolt receptorokon keresztül hat, de legalább ilyen arányban vannak képviselve a fejlesztés alatt álló, még nem engedélyezett gyógyszerek között is. Ez mind humángyógyászati, mind gazdasági szempontból egy nagyon fontos receptorcsalád" - hangsúlyozta Liliom Károly.

Robert J. Lefkowitz munkásságát méltatva elmondta, hogy az amerikai tudós régóta foglalkozik a receptorok kutatásával.
"A legjelentősebb eredménye, hogy az általa vezetett kutatócsoportnak sikerült meghatározni a látásban alapvető szerepet játszó rodopszin kristályszerkezetét. Abszolút tudományos szenzáció volt, amikor 2000-ben Lefkowitz professzor először közölte a rodopszin kristályszerkezetét, aztán ez a terület részben az ő vezetésével fejlődött tovább" - emelte ki Liliom Károly.

A feladat nehézségeit ecsetelve elmondta, hogy ezek a receptorok a sejt külső membránjában helyezkednek el, az ilyen membránfehérjéket szinte lehetetlen kristályosítani hagyományos módszerekkel, hiszen normál körülmények között ezek egy lipidágyban "úsznak". Korábban a nagy gyógyszergyárak, egyetemek pénzt és időt nem kímélve próbálták kristályosítani ezeket a receptorokat, hogy meghatározzák a szerkezetüket, hiszen ennek ismeretében lehet csak hatékony a gyógyszerfejlesztés.

"Évtizedeken keresztül a gyógyszerfejlesztés úgy zajlott, hogy valamilyen élettani jelenségre, betegségre próbálták kitalálni, hogy hol és mi hathat. Ez hatalmas munkát jelentett, hiszen rengeteg vegyületet kellett vaktában tesztelni, a szerkezet ismeretében a mai számítógépes eszközökkel viszont gyorsan meg lehet állapítani, hogy egy adott kémiai vegyület hozzá tud-e kapcsolódni a receptorhoz, vagy sem. Ami nem képes kapcsolódni, azt nem is teszteljük, mert hatástalan lesz" - fogalmazott a kutató.
Liliom Károly példákat sorolva elmondta, hogy van olyan G-fehérjekapcsolt receptor, amely a rákos sejtek túlélését segíti elő.

A metasztázisképzésnek is nagyon fontos közreműködői a G-fehérjekapcsolt receptorok, amelyek segítik a rákos sejtek elvándorlását és áttétes daganatok kialakulását.
"Amennyiben ezeket gátolni tudjuk, fokozzuk az onkológiai készítmények hatékonyságát. Mindehhez ismerni kell a receptorok szerkezetét, hogy ne vaktában, lassan és irdatlan összegekért fejlesszenek rájuk gátlószert" - összegezte Liliom Károly.