Нобелевская премия по медицине: за терапию рака. Премия по физиологии и медицине Лауреаты нобелевской премии по физиологии и медицине

Как сообщается на сайте Нобелевского комитета, изучив поведение плодовых мух в различные фазы дня, исследователи из США сумели заглянуть внутрь биологических часов живых организмов и объяснить механизм их работы.

72-летний генетик Джеффри Холл из университета Мэна, его 73-летний коллега Майкл Росбаш из частного Брандейского университета, а также 69-летний Майкл Янг, работающий в Рокфеллеровском университете, выяснили, как растения, животные и люди адаптируются к смене дня и ночи. Ученые обнаружили, что циркадные ритмы (от лат. circa - «около», «кругом» и лат. dies - «день») регулируются так называемыми генами периода, которые кодируют белок, накапливающийся в клетках живых организмов ночью и расходующийся днем.

Нобелевские лауреаты 2017 года Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг начали исследовать молекулярно-биологическую природу внутренних часов живых организмов в 1984 году.

«Биологические часы регулируют поведение, уровень гормонов, сон, температуру тела и метаболизм. Наше самочувствие ухудшается, если есть несоответствие между внешней средой и нашими внутренними биологическими часами - например, когда мы путешествуем через несколько часовых поясов. Нобелевские лауреаты обнаружили признаки того, что хроническое несоответствие между образом жизни человека и его биологическим ритмом, продиктованным внутренними часами, увеличивает риск возникновения различных заболеваний», - говорится на сайте Нобелевского комитета.

Топ-10 нобелевских лауреатов в области физиологии и медицины

Там же, на сайте Нобелевского комитета, приведен список десяти самых популярных лауреатов премии в области физиологии и медицины за все время, что она вручается, то есть с 1901 года. Составлен этот рейтинг обладателей Нобелевской премии по количеству просмотров страниц сайта, посвященных их открытиям.

На десятой строчке - Френсис Крик, британский молекулярный биолог, получивший Нобелевскую премию в 1962 году вместе с Джеймсом Уотсоном и Морисом Уилкинсом «за открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и их значения для передачи информации в живых системах», а иначе говоря - за исследование ДНК.

На восьмой строчке рейтинга самых популярных нобелевских лауреатов в области физиологии и медицины расположился иммунолог Карл Ландштайнер, который получил премию в 1930 году за открытие групп крови у человека, которое сделало переливание крови обычной медицинской практикой.

На седьмом месте - китайский фармаколог Ту Юю. Совместно с Уильямом Кэмпбеллом и Сатоси Омура в 2015 году она получила Нобелевскую премию «за открытия в области новых способов лечения малярии», а вернее - за открытие артемизинина, препарата из полыни однолетней, который помогает бороться с этим инфекционным заболеванием. Отметим, что Ту Юю стала первой китаянкой, удостоенной Нобелевской премии по физиологии и медицине.

На пятом месте в списке самых популярных нобелевских лауреатов находится японец Есинори Осуми, обладатель премии в области физиологии и медицины 2016 года. Он открыл механизмы аутофагии.

На четвертой строчке - Роберт Кох, немецкий микробиолог, открывший бациллу сибирской язвы, холерный вибрион и туберкулезную палочку. За исследование туберкулеза Кох получил Нобелевскую премию в 1905 году.

На третьем месте рейтинга лауреатов Нобелевской премии в области физиологии и медицины находится американский биолог Джеймс Дьюи Уотсон, получивший награду вместе с Фрэнсисом Криком и Морисом Уилкинсом в 1952 году за открытие структуры ДНК.

Ну, а самым популярным нобелевским лауреатом в области физиологии и медицины оказался сэр Александр Флеминг, британский бактериолог, который вместе с коллегами Говардом Флори и Эрнстом Борисом Чейном получили премию в 1945 году за открытие пенициллина, поистине изменившего ход истории.

Нобелевская премия по медицине в 2018 году присуждена ученым Джеймсу Аллисону и Тасуко Хонджо, которые разработали новые методы иммунотерапии рака, сообщает Нобелевский комитет при Каролинском медицинском институте.

«Премией 2018 года в области физиологии и медицины награждаются Джеймс Эллисон и Тасуку Хондзt за их открытия терапии рака путем ингибирования отрицательной иммунной регуляции», – приводит ТАСС заявление представитель комитета на церемонии объявления лауреатов.

Ученые разработали методику лечения рака посредством замедления действия тормозных механизмов иммунной системы. Эллисон изучал белок, способный замедлять работу иммунной системы, и обнаружил возможность активизировать систему путем нейтрализации белка. Работавший параллельно с ним Хондзе открыл наличие протеина в иммунных клетках.

Ученые создали основу для новых подходов в лечении раковых заболеваний, которые станут новой вехой в борьбе с опухолями, полагает Нобелевский комитет.

Тасуку Хондзе родился в 1942 году в Киото, в 1966 году закончил медицинский факультет Киотского университета, который считается одним из самых престижных в Японии. После получения докторской степени несколько лет работал в качестве приглашенного специалиста на факультете эмбриологии в Институте Карнеги в Вашингтоне. С 1988 года – профессор Киотского университета.

Джеймс Эллисон родился в 1948 году в США. Является профессором Техасского университета и заведует кафедрой иммунологии в Онкологическом центре М.Д. Андерсона в Хьюстоне (Техас).

По правилам фонда, с именами всех кандидатов, представленных к награде в 2018 году, можно будет ознакомиться лишь через 50 лет. Предугадать их почти невозможно, однако из года в год эксперты называют своих фаворитов, передает РИА «Новости» .

В пресс-службе Нобелевского фонда сообщили также, что во вторник, 2 октября, и в среду, 3 октября, Нобелевский комитет Королевской шведской академии наук назовет имена призеров в области физики и химии.

Нобелевского лауреата по литературе озвучат в 2019 году из-за , которая отвечает за эту работу.

В пятницу, 5 октября, в Осло Норвежский нобелевский комитет назовет обладателя или обладателей награды за работу по укреплению мира. В этот раз в списке 329 кандидатов, из которых 112 – общественные и международные организации.

Неделя присуждения престижной премии завершится 8 октября в Стокгольме, где в Королевской шведской академии наук назовут призера в области экономики.

Сумма каждой из Нобелевских премий в 2018 году составляет 9 млн шведских крон – это около 940 тыс. долларов США.

Работа над списками кандидатов ведется почти круглый год. Ежегодно в сентябре множество профессоров разных стран, а также академические учреждения и бывшие нобелевские лауреаты получают письма с приглашением принять участие в номинации кандидатов.

После, с февраля по октябрь, идет работа над присланными номинациями, составлением списка кандидатов и голосованием по выбору лауреатов.

Список кандидатов является секретным. Имена награжденных называют в начале октября.

Церемония вручения премий проходит в Стокгольме и Осло всегда 10 декабря – в день кончины основателя Альфреда Нобеля.

В 2017 году обладателями премии стали 11 человек, которые работают в США, Великобритании, Швейцарии, и одна организация – Международная кампания по запрещению ядерного оружия ICAN.

В минувшем году Нобелевская премия по экономике была присуждена американскому экономисту Ричарду Талеру за то, что он научил мир .

Среди медиков – лауреатов премии оказался норвежский ученый и врач, прибывший в Крым в составе крупной делегации. Он о присуждении премии при посещении международного детского центра «Артек».

Президент РАН Александр Сергеев , что Россию, как и СССР, обделяют Нобелевскими премиями, ситуация вокруг которых политизирована.

В 2018 году лауреатами Нобелевской премии по физиологии и медицине стали двое ученых с разных концов света - Джеймс Эллисон из США и Тасуку Хондзё из Японии, - независимо открывшие и изучавшие один и тот же феномен. Они обнаружили два разных чекпоинта - механизма, с помощью которых организм подавляет активность Т-лимфоцитов, иммунных клеток-убийц. Если заблокировать эти механизмы, то Т-лимфоциты «выходят на свободу» и отправляются на битву с раковыми клетками. Это называют иммунотерапией рака, и она уже несколько лет применяется в клиниках.

Нобелевский комитет любит иммунологов: по меньшей мере каждая десятая премия по физиологии и медицине вручается за теоретические иммунологические работы. В этом же году речь зашла о практических достижениях. Нобелевские лауреаты 2018 года отмечены не столько за теоретические открытия, сколько за последствия этих открытий, которые уже шесть лет помогают онкобольным в борьбе с опухолями.

Общий принцип взаимодействия иммунной системы с опухолями выглядит следующим образом. В результате мутаций в клетках опухоли образуются белки, отличающиеся от «нормальных», к которым организм привык. Поэтому Т-клетки реагируют на них как на чужеродные объекты. В этом им помогают дендритные клетки - клетки-шпионы, которые ползают по тканям организма (за их открытие, кстати, присудили Нобелевскую премию в 2011 году). Они поглощают все проплывающие мимо белки, расщепляют их и выставляют получившиеся кусочки на свою поверхность в составе белкового комплекса MHC II (главный комплекс гистосовместимости , подробнее см.: Кобылы определяют, беременеть или нет, по главному комплексу гистосовместимости... соседа , «Элементы», 15.01.2018). С таким багажом дендритные клетки отправляются в ближайший лимфатический узел, где показывают (презентируют) эти кусочки пойманных белков Т-лимфоцитам. Если Т-киллер (цитотоксический лимфоцит, или лимфоцит-убийца) узнает эти белки-антигены своим рецептором, то он активируется - начинает размножаться, образуя клоны. Дальше клетки клона разбегаются по организму в поисках клеток-мишеней. На поверхности каждой клетки организма есть белковые комплексы MHC I, в которых висят кусочки внутриклеточных белков. Т-киллер ищет молекулу MHC I с антигеном-мишенью, который он может распознать своим рецептором. И как только распознавание произошло, Т-киллер убивает клетку-мишень, проделывая дырки в ее мембране и запуская в ней апоптоз (программу гибели).

Но этот механизм не всегда работает эффективно. Опухоль - это гетерогенная система клеток, которые используют самые разные способы ускользнуть от иммунной системы (об одном из недавно открытых таких способов читайте в новости Раковые клетки повышают свое разнообразие, сливаясь с иммунными клетками , «Элементы», 14.09.2018). Некоторые опухолевые клетки скрывают белки MHC со своей поверхности, другие уничтожают дефектные белки, третьи выделяют вещества, подавляющие работу иммунитета. И чем «злее» опухоль, тем меньше шансов у иммунной системы с ней справиться.

Классические методы борьбы с опухолью предполагают разные способы убийства ее клеток. Но как отличить опухолевые клетки от здоровых? Обычно используют критерии «активное деление» (раковые клетки делятся гораздо интенсивнее большинства здоровых клеток организма, и на это нацелена лучевая терапия , повреждающая ДНК и препятствующая делению) или «устойчивость к апоптозу» (с этим помогает бороться химиотерапия). При таком лечении страдают многие здоровые клетки, например стволовые, и не затрагиваются малоактивные раковые клетки, например спящие (см.: , «Элементы», 10.06.2016). Поэтому сейчас часто делают ставку на иммунотерапию, то есть активацию собственного иммунитета больного, так как иммунная система лучше, чем внешние лекарства, отличает опухолевую клетку от здоровой. Активировать иммунную систему можно самыми разными способами. Например, можно забрать кусочек опухоли, выработать антитела к ее белкам и ввести их в организм, чтобы иммунная система лучше «видела» опухоль. Или же забрать иммунные клетки и «натаскать» их на распознавание специфических белков. Но Нобелевскую премию в этом году вручают за совсем другой механизм - за снятие блокировки с Т-киллерных клеток.

Когда эта история только начиналась, никто не думал об иммунотерапии. Ученые пытались разгадать принцип взаимодействия Т-клеток с дендритными клетками. При ближайшем рассмотрении оказывается, что в их «общении» участвуют не только MHC II c белком-антигеном и рецептор Т-клетки. Рядом с ними на поверхности клеток расположены и другие молекулы, которые тоже участвуют во взаимодействии. Вся эта конструкция - множество белков на мембранах, которые соединяются друг с другом при встрече двух клеток, - называется иммунным синапсом (см. Immunological synapse). В состав этого синапса входят, например, костимулирующие молекулы (см. Co-stimulation) - те самые, которые посылают сигнал Т-киллерам активироваться и отправляться на поиски врага. Их обнаружили первыми: это рецептор CD28 на поверхности Т-клетки и его лиганд В7 (CD80) на поверхности дендритной-клетки (рис. 4).

Джеймс Эллисон и Тасуку Хондзё независимо обнаружили еще две возможные составляющие иммунного синапса - две ингибирующие молекулы. Эллисон занимался открытой в 1987 году молекулой CTLA-4 (cytotoxic T-lymphocyte antigen-4, см.: J.-F. Brunet et al., 1987. A new member of the immunoglobulin superfamily - CTLA-4). Изначально считалось, что это еще один костимулятор, потому что она появлялась только на активированных Т-клетках. Заслуга Эллисона в том, что он предположил, что всё наоборот: CTLA-4 появляется на активированных клетках специально, чтобы их можно было остановить! (M. F. Krummel, J. P. Allison, 1995. CD28 and CTLA-4 have opposing effects on the response of T cells to stimulation). Дальше оказалось, что CTLA-4 похожа по структуре на CD28 и тоже может связываться с B7 на поверхности дендритных клеток, причем даже сильнее, чем CD28. То есть на каждой активированной Т-клетке есть ингибирующая молекула, которая конкурирует с активирующей молекулой за прием сигнала. А поскольку в состав иммунного синапса входит множество молекул, то результат определяется соотношением сигналов - тем, сколько молекул CD28 и CTLA-4 смогли связаться с B7. В зависимости от этого Т-клетка либо продолжает работу, либо замирает и не может никого атаковать.

Тасуку Хондзё обнаружил на поверхности Т-клеток другую молекулу - PD-1 (ее название - сокращение от programmed death), которая связывается с лигандом PD-L1 на поверхности дендритных клеток (Y. Ishida et al., 1992. Induced expression of PD‐1, a novel member of the immunoglobulin gene superfamily, upon programmed cell death). Оказалось, что мыши, нокаутные по гену PD-1 (лишенные соответствующего белка), заболевают чем-то похожим на системную красную волчанку. Это аутоиммунное заболевание, то есть состояние, когда иммунные клетки атакуют нормальные молекулы организма. Поэтому Хондзё заключил, что PD-1 тоже работает как блокатор, сдерживая аутоиммунную агрессию (рис. 5). Это еще одно проявление важного биологического принципа: каждый раз, когда запускается какой-либо физиологический процесс, параллельно запускается противоположный ему (например, свертывающая и противосвертывающая системы крови), чтобы избежать «перевыполнения плана», которое может оказаться губительным для организма.

Обе блокирующие молекулы - CTLA-4 и PD-1 - и соответствующие им сигнальные пути назвали иммунными чекпоинтами (от англ. checkpoint - контрольная точка, см. Immune checkpoint). По всей видимости, это аналогия с чекпоинтами клеточного цикла (см. Cell cycle checkpoint) - моментами, в которые клетка «принимает решение», может ли она продолжать делиться дальше или какие-то ее компоненты существенно повреждены.

Но на этом история не закончилась. Оба ученых решили найти применение новооткрытым молекулам. Их идея состояла в том, что можно активировать иммунные клетки, если заблокировать блокаторы. Правда, побочным эффектом неизбежно будут аутоиммунные реакции (как и происходит сейчас у пациентов, которых лечат ингибиторами чекпоинтов), зато это поможет победить опухоль. Блокировать блокаторы ученые предложили с помощью антител: связываясь с CTLA-4 и PD-1, они механически их закрывают и мешают взаимодействовать с B7 и PD-L1, при этом Т-клетка не получает ингибирующих сигналов (рис. 6).

Прошло не меньше 15 лет между открытиями чекпоинтов и одобрением лекарств на основе их ингибиторов. На данный момент применяют уже шесть таких препаратов: один блокатор CTLA-4 и пять блокаторов PD-1. Почему блокаторы PD-1 оказались удачнее? Дело в том, что клетки многих опухолей тоже несут на своей поверхности PD-L1, чтобы блокировать активность Т-клеток. Таким образом, CTLA-4 активирует Т-киллеры в целом, а PD-L1 более специфично действуют на опухоль. И осложнений в случае блокаторов PD-1 возникает несколько меньше.

Современные методы иммунотерапии пока, увы, не являются панацеей. Во-первых, ингибиторы чекпоинтов всё равно не обеспечивают стопроцентной выживаемости пациентов. Во-вторых, они действуют не на все опухоли. В-третьих, их эффективность зависит от генотипа пациента: чем более разнообразны его молекулы MHC, тем выше шанс на успех (о разнообразии белков MHC см.: Разнообразие белков гистосовместимости повышает репродуктивный успех у самцов камышовок и снижает у самок , «Элементы», 29.08.2018). Тем не менее получилась красивая история о том, как теоретическое открытие сначала меняет наши представления о взаимодействии иммунных клеток, а затем рождает лекарства, которые можно применять в клинике.

А нобелевским лауреатам есть над чем работать дальше. Точные механизмы работы ингибиторов чекпоинтов всё еще не известны до конца. Например, в случае CTLA-4 так и непонятно, с какими именно клетками взаимодействует лекарство-блокатор: с самими Т-киллерами, или с дендритными-клетками, или вообще с Т-регуляторными клетками - популяцией Т-лимфоцитов, отвечающей за подавление иммунного ответа. Поэтому эта история, на самом деле, еще далека от завершения.

Полина Лосева

Анастасия Ксенофонтова

Нобелевский комитет назвал лауреатов премии по физиологии и медицине 2018 года. В этом году награду получат Джеймс Эллисон из Онкологического центра им. М.Д. Андерсона Техасского университета и Тасуку Хондзё из Киотского университета за «открытие в области торможения иммунной системы для более эффективной атаки раковых клеток». Учёные выяснили, как раковая опухоль «обманывает» иммунную систему. Это позволило создать эффективную противораковую терапию. Подробнее об открытии - в материале RT.

• Нобелевские лауреаты по физиологии и медицине 2018 года Джеймс Эллисон и Тасуку Хондзё
• TT News Agency/Fredrik Sandberg via REUTERS

Нобелевский комитет Каролинского института Стокгольма в понедельник, 1 октября, объявил лауреатов премии 2018 года . Награду вручат американцу Джеймсу Эллисону из Онкологического центра им. М.Д. Андерсона Техасского университета и японцу Тасуку Хондзё из Киотского университета за «открытие в области торможения иммунной системы для более эффективной атаки раковых клеток». Учёные выяснили, как раковая опухоль «обманывает» иммунную систему. Это позволило создать эффективную противораковую терапию.

Клеточные войны

Среди традиционных способов лечения рака наиболее распространены химио- и лучевая терапии. Однако существует и «естественные» методы лечения злокачественных образований, в том числе иммунотерапия. Одно из её перспективных направлений занимается использованием ингибиторов «контрольных точек иммунитета», расположенных на поверхности лимфоцитов (клеток иммунной системы).

Дело в том, что активация «контрольных точек иммунитета» подавляет развитие иммунного ответа. Такой «контрольной точкой» является, в частности, белок CTLA4, изучением которого Эллисон занимался на протяжении многих лет.

В ближайшие дни будут названы обладатели наград в других номинациях. Во вторник, 2 октября, комитет объявит лауреата в области физики. 3 октября станет известно имя обладателя Нобелевской премии по химии. 5 октября в Осло присудят Нобелевскую премию мира, а 8 октября определится победитель в области экономики.

В этом году не будет назван лауреат премии по литературе — его объявят только в 2019-м. Такое решение было принято Шведской академией из-за того, что число её членов уменьшилось, а вокруг организации разгорелся скандал. 18 женщин обвинили мужа поэтессы Катарины Фростенсон, избранной в академию в 1992 году, в сексуальных домогательствах. В итоге Шведскую академию покинули семь человек, в том числе сама Фростенсон.

За последние годы мы уже почти разучились понимать, за что получают Нобелевскую премию по медицине. Так сложны и непостижимы для обычного ума исследования лауреатов, так витиеваты формулировки, объясняющие причины её присуждения. На первый взгляд, здесь похожая ситуация. Как нам понять, что означает «подавление негативного иммунного регулирования»? Но на самом деле все гораздо проще, и мы вам это докажем.

Во-первых, результаты исследований лауреатов уже внедрены в медицину: благодаря им создан новый класс средств для лечения рака. И многим больным они уже спасли жизнь или существенно продлили её. Препарат ипилимумаб, сделанный благодаря исследованиям Джеймса Эллисона, был официально зарегистрирован в США Управлением по пищевым продуктам и лекарствам в 2011 году. Сейчас подобных лекарств уже несколько. Все они воздействуют на ключевые звенья взаимодействия злокачественных клеток с нашей иммунной системой. Рак — великий обманщик и умеет вводить в заблуждение наш иммунитет. А эти препараты помогают ему восстановить свою работоспособность.

Тайное становится явным

Вот что рассказывает о новом направлении в лечении рака и о новых препаратах, появившихся благодаря нобелевским лауреатам, врач-онколог, доктор медицинских наук, профессор, заведующий научной лабораторией химиопрофилактики рака и онкофармакологии Национального медицинского исследовательского центра онкологии им. Н. Н. Петрова Владимир Беспалов :

— Свои исследования нобелевские лауреаты проводят с восьмидесятых годов, и благодаря им потом было создано новое направление в лечении рака: иммунотерапия с помощью моноклональных антител. В 2014 г. оно было признано самым перспективным в онкологии. Благодаря исследованиям Дж. Эллисона и Т. Хондзё созданы несколько новых эффективных препаратов для лечения рака. Это высокоточные средства направленные на особые мишени, играющие ключевую роль в развитии злокачественных клеток. Например, препараты ниволумаб и пембролизумаб блокируют взаимодействие особых белков PD-L-1 и PD-1 с их рецепторами. Эти белки, вырабатываемые злокачественными клетками, помогают им «прятаться» от иммунной системы. В результате клетки опухоли становятся как бы невидимыми для нашей иммунной системы и она не может им противостоять. Новые лекарства снова делают их видимыми, и благодаря этому иммунитет начинает уничтожать опухоль. Первым лекарством, созданным благодаря нобелевским лауреатам, был ипилимумаб. Его использовали для лечения метастатической меланомы, но у него были серьезные побочные эффекты. Препараты нового поколения безопаснее, ими лечат не только меланому, но ещё немелкоклеточный рак легкого, рак мочевого пузыря и другие злокачественные опухоли. Сегодня подобных препаратов уже несколько, и они продолжают активно исследоваться. Сейчас проходят их испытания при некоторых других видах рака, и, возможно, спектр их применения будет шире. Такие препараты зарегистрированы в России, но, к сожалению, они очень дороги. Однократный курс введения стоит более миллиона рублей, и их нужно потом повторять. Но они эффективнее химиотерапии. Например, до четверти больных с далеко зашедшей меланомой полностью излечиваются. Такого результата нельзя добиться никакими другими препаратами.

Моноклоны

Все эти лекарства представляют собой моноклональные антитела, абсолютно аналогичные человеческим. Только делает их не наша иммунная система. Препараты получают с помощью генно-инженерных технологий. Как и обычные антитела, они блокируют антигены. В роли последних выступают активные регуляторные молекулы. Например, первый препарат ипилимумаб блокировал регуляторную молекулу CTLA-4, играющую важнейшую роль в защите раковых клеток от иммунной системы. Именно этот механизм и открыл один из нынешних лауреатов Дж.Элиссон.

Моноклональные антитела — это мейнстрим в современной медицине. На их основе создают много новых препаратов от тяжелейших болезней. Например, недавно появились такие препараты для лечения повышенного холестерина. Они специфически связываются с регуляторными белками, регулирующими синтез холестерина в печени. Выключая их, они эффективно тормозят его производство, и холестерин снижается. Причем они действуют именно на синтез вредного холестерина (ЛПНП), не влияя на выработку полезного (ЛПВП). Это очень дорогие препараты, но цена на них быстро и резко снижается из-за того, что они используются все чаще. Так было раньше со статинами. Поэтому со временем они (и новые средства от рака, надеемся, тоже) будут более доступными.