Nobela prēmija medicīnā palīdzēs risināt hronisku sāpju problēmu

Nobela prēmija medicīnā šogad piešķirta diviem ASV zinātniekiem, kas atklāja receptorus, ar kuriem cilvēki sajūt siltumu, aukstumu un pieskārienus. Šie atklājumi tiek izmantoti, lai efektīvāk ārstētu hroniskas sāpes.
10.10.2021. Inga Paparde
 
ZINĀTNIEKS. Deivids Džuliuss, dzimis 1955. gadā Ņujorkā ASV, strādā Kalifornijā, saņēmis Nobela prēmiju medicīnā 2021. gadā par “temperatūras un pieskārienu receptora atklājumu” ©Scanpix

Profesors Deivids Džuliuss no Kalifornijas universitātes Sanfrancisko un Libānā dzimušais profesors Ardems Pataputians no Skripsas pētījumu institūta Kalifornijā atklājuši, kādā veidā temperatūra vai pieskārieni pārtop cilvēciskās sajūtās.

Prēmiju piešķir attālināti

Nobela komiteja Stokholmā nosaukusi Nobela prēmijas fizioloģijā vai medicīnā šāgada laureātus. Tie ir divi zinātnieki, abi profesori no ASV Deivids Džuliuss un Ardems Pataputians. Prēmijas piešķiršana notika attālināti tiešsaistes režīmā un tika translēta Nobela komitejas mājaslapā. Komitejas paziņojumā par prēmijas piešķiršanu teikts, ka abu zinātnieku veikums ir izrāviens medicīnas zinātnē. “Prēmijas laureāti mums ļauj saprast, kā temperatūra vai mehāniska iedarbība iniciē nervu impulsus, kas ļauj mums uztvert pasauli un adaptēties,” teikts paziņojumā. “Mūsu spēja sajust karstumu, aukstumu un pieskārienus ir svarīga mūsu izdzīvošanai, un uz to balstās mūsu mijiedarbība ar apkārtējo pasauli. Ikdienas dzīvē mēs šīs sajūtas uzskatām par pašsaprotamām, bet - kā tiek iedarbināti nervu impulsi, lai mēs varētu sajust temperatūru un spiedienu, šo jautājumu palīdzēja noskaidrot prēmijas ieguvēji.”

Prēmija medicīnā tiek pasniegta pēc ļoti stingriem un šauriem kritērijiem, atzina Nobela asamblejas locekle profesore Džulīna Zirata.

“Mēs meklējām atklājumu, kas mums atvērtu durvis un palīdzētu ieraudzīt problēmu jaunā gaismā.”

Pētījuma jeb atklājuma līmenim jābūt ļoti augstam. Tas nevar būt kaut kā jau esoša papildinājums vai uzlabojums. Tam noteikti jābūt pilnīgi jaunam atklājumam, uzsvēra Dž. Zirata.

Piemiņas plāksne Alfrēdam Nobelim Stokholmas rātsnamā, vietā, kur pirms kovida laika tika pasniegtas Nobela prēmijas / Juris Paiders

Pētījumos izmanto čili

Deivids Džuliuss strādā Kalifornijas universitātē Sanfrancisko un pēdējo desmitgadi pēta molekulāros mehānismus, kas palīdz cilvēkiem sajust pieskārienus un sāpes. Zinātnieku grupa viņa vadībā atklāja pret temperatūru jutīgu receptoru grupu, kas ļauj nervu šķiedrām noteikt augstu un zemu temperatūru. Pētījums tika veikts, izmantojot dabas produktu dabiskās īpašības, galvenokārt čili piparu, kas satur aktīvo vielu kapsaicīnu. Ardems Pataputians strādā H. Hjūza medicīnas institūtā Kalifornijā. Viņa laboratorijā izdevās atklāt un aprakstīt jonu kanālus, kas aktivizējas siltuma enerģijas izmaiņu dēļ, tādā veidā tie darbojas kā molekulārie cilvēka organisma termometri. Viņu abu darbs palīdzēja atklāt sensoru, kas cilvēka organismam liek reaģēt uz aukstumu. Viens no zinātnieku atklātajiem sensoriem TRPV1 palīdz izskaidrot, kā rodas hroniskas sāpes un kā cilvēka organisms regulē iekšējo temperatūru. Savukārt par pieskāriena sajūtu atbildīgais receptors Piezo2 pilda arī citas funkcijas, piemēram, saistībā ar asinsspiedienu. Šo tehnoloģiju varētu izmantot dažādās nozarēs - no medicīnas līdz virtuālajai realitātei un robotu zinātnē. Viens no lielākajiem šī atklājuma ieguvumiem varētu būt jauni veidi, kā mazināt hroniskas sāpes, ar ko sirgst miljoniem cilvēku pasaulē.

Atklāj, kā sajūtam pieskārienus un sāpes

Jau 17. gadsimta beigās filozofs Renē Dekarts saredzēja saistību starp cilvēka ādas daļām un smadzenēm. Pēda, kas pieskaras atklātai ugunij, varētu sūtīt signālu smadzenēm, šo domu aprakstīja Dekarts. 1906. gadā divi zinātnieki saņēma Nobela prēmiju par nervu sistēmas aprakstu, bet 1932. gadā - par neironu funkcijām. Vēl pēc 12 gadiem, 1944. gadā, šo prēmiju piešķīra diviem zinātniekiem par dažādu funkciju aprakstu, ko var paveikt nervu šķiedras. Šāgada Nobela prēmijas ieguvējs D. Džuliuss pamanīja, ka ass ēdiens izsauc organismā tādu pašu reakciju kā karsts, un pieļāva, ka alkaloīds (ko satur pipari) aktivizē kādu specifisku DNS fragmentu, to pašu, ko augsta temperatūra. Pārbaudot tūkstošiem variantu, viņš pamanīja vienu par šo reakciju atbildīgu olbaltumu, kas ieguva nosaukumu TRPV1, un vēlāk arī otru - TRPV2.

Savukārt olbaltumu, kas atbild par aukstumu, abi zinātnieki atklāja gandrīz vienlaikus - 2002. gadā. Proteīnu, kas atbild par fiziska pieskāriena sajušanu, profesors A. Pataputians gan meklēja ilgāk - viņš bija izveidojis sarakstu ar 72 gēniem - potenciālajiem kandidātiem uz svarīgā receptora vietu - un savā pētījumā ar izslēgšanas metodi citu pēc cita noraidīja. Vajadzīgais gēns izrādījās pats pēdējais.

Zinātnieki noskaidroja, kā tieši somatosensorā sistēma ļauj mums sajust ne tikai temperatūru un pieskārienus, bet arī ķermeņa kustību.

ZINĀTNIEKS. Ardems Pataputians, dzimis 1967. gadā Beirūtā Libānā, pašlaik strādā ASV, Kalifornijā, kopā ar kolēģi no citas universitātes dalīs prēmiju medicīnā / Scanpix