2019 წლის ფიზიოლოგია/მედიცინის დარგში ნობელის პრემიის გამარჯვებულის დასახელება ტრადიციულად სტოკჰოლმის გარეუბან სოლნაში მდებარე შვედეთის სამეფო ინსტიტუში შედგა. კომისიის წლევანდელი ფავორიტი უჯრედისა და ჟანგბადის ურთიერთობის შემსწავლელი მეცნიერების გუნდი გახდა.

ჟანგბადის ფუნდამენტური მნიშვნელობა კაცობრიობისთვის საუკუნეების მანძილზე გასაგები იყო, თუმცა თუ როგორ ადაპტირდებიან უჯრედები ჟანგბადის დონის ცვლილებისას — ეს აქამდე უცნობი გახლდათ

მკვლევარები თავიანთ პროექტზე 20 წელზე მეტხანს მუშაობდნენ. მათ დეტალურად, სკრუპულოზურად აღწერეს თუ როგორ შეიგრძნობს უჯრედი ჟანგბადს და რა პასუხს იძლევა მისი ნაკლებობისას. სწორედ ჟანგბადია სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანი საკვების ენერგიად გარდაქმნის საქმეში.

ორგანიზმის ქსოვილში შესაძლოა ჟანგბადის ნაკლებობა ბევრი მიზეზით წარმოიქმნას. მაგალითად: ფიზიკური ვარჯიშისას ან ინსულტის დროს, ტვინის ქსოვილამდე სისხლის მიწოდების შეწყვეტის შემდეგ. უჯრედის მიერ ჟანგბადის შეგრძნების უნარს ასევე დიდი როლი აქვს სიმსივნური ზრდის პროცესშიც — ამ დროს უჯრედების უნორმო გამრავლებამ შესაძლოა ქსოვილის შიგნით არსებული ჟანგბადი სრულად ამოწუროს.

კვლევის მეთოდოლოგია

გრეგ სემენცა და სერ პიტერ რეტკლიფი ჰორმონ ერითროპოეტინისრეგულაციას შეისწავლიდნენ. ეს უკანასკნელი სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია სისხლის წითელი უჯრედების წარმოქმნისათვის და შემდგომ სწორედ ეს უჯრედები პასუხობენ ორგანიზმში ჟანგბადის ნაკლებობას. სემენცამ თავის ჯგუფთან ერთად ამოიცნო გენების წყვილი, რომელიც ორ სპეციფიკურ ცილას აკოდირებს. მთელ ამ სისტემას ჰიპოქსიის ინდუქციის ფაქტორი (HIF) ეწოდა და მისი მიზანი ჟანგბადის ნაკლებობის დროს გარკვეული გენების გააქტიურებაა.

პარალელურად უილიამ ქეილინი გენეტიკური ხასიათის სინდრომს, ფონ ჰიმპელ-ლინდაუს დაავადებას იკვლევდა, რომლის დროსაც ზოგიერთი ტიპის კიბოს განვითარების რისკები იზრდება. ამ სინდრომის მქონე ოჯახები გენში ატარებენ მუტაციას, რომელსაც VHL ეწოდება. ქეილინმა აჩვენა, თუ როგორ პასუხობენ ორგანიზმში ჟანგბადის დაბალ დონეს ისეთი უჯრედები, რომლებსაც ეს გენი ინაქტივირებულ ფორმაში აქვთ.

რეტკლიფმა და მისმა გუნდმა ასევე დაადგინა, რომ VHL ცილა ურთიერთქმედებს HIF ფაქტორის ერთ-ერთთ კომპონენტთან და ამგვარად ჟანგბადის დაბალი დონის მიმართ პასუხს თიშავს — HIF ფაქტორის შესაბამის კომპონენტს იგი ჟანგბადის მომატებისას გასანადგურებლად მონიშნავს.

როდესაც ქსოვილში ჟანგბადის საერთო რაოდენობა იკლებს, HIF ცილოვანი კომპლექსის რაოდენობა იზრდება. აღნიშნული პროცესი ააქტიურებს VHL გენს, რომელიც ერითროპოეტინის წარმოქმნაზე არის პასუხისმგებელი. ამ ჰორმონის გამომუშავების შედეგად ორგანიზშმი სისხლის წითელის უჯრედების წარმოქმნება ჩქარდება.

აწ უკვე ნობელიანტი ნაშრომი მკვლევარებს დაეხმარა გაეგოთ, თუ როგორ ადაპტირდება ორგანიზმი ჟანგბადის დაბალ დონეზე, მაგალითად იმით, თუ როგორ გამოიმუშავებს ახალ წითელი სისხლის უჯრედებს და აყალიბებს ახალ სისხლძარღვებს. ჟანგბადის შეგრძნების უნარი ასევე უმნიშვნელოვანესია ნაყოფისა და პლაცენტის განვითარებისთვის.

აღმოჩენის მნიშვნელობა და მისი პრაქტიკული გამოყენება

მკვლევართა ნამუშევარი თავისი მნიშვნელობით მართლაც ელეგანტურია: მათ მოახერხეს და აღწერეს საბაზისო ფიზიოლოგიური პროცესი, რაც დიდ სიმაღლზე მცხოვრებ ზოგიერთი სახეობის ცხოველთა თვითგადარჩენისთვის ბრძოლაში უმნიშვნელოვანესია და ამასთანავე მათ მიერ აღწერილმა უჯრედულმა პროცესმა სხვა მკლევარებს საშუალება მისცა უკეთ გაეცნოთ ანემიის, კიბოს და სხვა პათოლოგიების მკურნალობის პრინციპები.

მეცნიერთა ინტერნაციონალური ჯგუფის წარმატებას თეორიულის გარდა პრაქტიკული მნიშვნელობაც გააჩნია. აღმოჩენის პარალელურად უკვე დაიწყო ანემიის სამკურნალო ისეთი პრეპარატების კვლევა, რომლებიც ორგანიზმს ატყუებენ (თითქოს იგი დიდ სიმაღლეზე იმყოფება) და ამგვარად მთელი ორგანიზმის ჟანგბადის მატარებელი წითელი სისხლის მომარაგებას ახორციელებენ. აღნიშნული პრეპარატი უკვე ადაპტირდა ჩინეთის ბაზარზე და იგი ამჟამად ევროპული რეგულაციების მიღების პროცესშია. მედიკამენტი პაციენტებს სისხლის დიდი დანაკარგის სწრაფად შევსებაში დაეხმარება. ასევე ბიოლოგიური კვლევის პროცესშია კიბოსა და გულის დაავადებების სამკურნალო საშუალებები.