Nobela prēmijas veselības aizsardzības zīmē

Šonedēļ izziņoti gadskārtējie Nobela prēmiju laureāti eksakto zinātņu kategorijās, un tendence ir acīm redzama – balvas piešķirtas zinātniekiem, kuru pētījumi tā vai citādi saistīti ar veselības aizsardzību. Imūnsistēmas spējas apkarot vēža šūnas, redzes korekcija, izmantojot lāzerus, un modificētu fermentu lietošana, lai koriģētu organisma darbību, – visi šie atklājumi veicina cilvēku mūža paildzināšanu.

Bankas čekus par deviņiem miljoniem Zviedrijas kronu (aptuveni 870 000 eiro), gluži tāpat kā goda rakstus un Nobela medaļas astoņiem prēmiju ieguvējiem svinīgā ceremonijā, kas Stokholmā notiks 10. decembrī, pasniegs Zviedrijas karalis Kārlis XVI Gustavs.

Imūnsistēmu pamudina cīnīties ar vēzi

Miljoniem cilvēku visā pasaulē, kuri cenšas izārstēties no ļaundabīgiem audzējiem, ir labi pazīstami tādu imūnterapijas medikamentu kā Yervoy, Keytruda vai Opdivo nosaukumi. Visi šie preparāti (un tiem līdzīgie) izstrādāti, balstoties uz šāgada Nobela prēmijas medicīnā vai fizioloģijā ieguvēju - amerikāņu imunologa Džeimsa Elisona un viņa japāņu kolēģa Tasuko Hondzju - veiktajiem pētījumiem. Ja pavisam vienkāršoti, viņiem, darbojoties neatkarīgi vienam no otra, izdevies izstrādāt mehānismu, kas pamudina cilvēka imūnsistēmu cīnīties ar ļaundabīgā audzēja šūnām.

Līdz nozīmīgajiem atklājumiem abi zinātnieki pagājušā gadsimta deviņdesmito gadu vidū nonāca, pētot imūnsistēmas sarežģītos darbības principus. 76 gadus vecais Dž. Elisons, kurš tolaik strādāja Kalifornijas universitātē Bērklijā (tagad viņš ir Teksasas universitātes profesors), sarunā ar AP atzinis, ka viņa mērķis nav bijis izstrādāt «zāles pret vēzi», bet gan noskaidrot, kādēļ tā dēvētās T šūnas, kas ir cilvēku imūnsistēmas galvenais ierocis, reizēm cīnās ar svešķermeņiem (baktērijām, vīrusiem utt.), bet reizēm ne. Jau pirms tam zinātnieki bija sapratuši, ka dzīvo organismu, arī cilvēku, imūnsistēmai ir savdabīgas bremzes, kas samazina varbūtību, ka imūnsistēmas šūnas uzbruks organisma veselajām šūnām. Dž. Elisona mērķis bija noskaidrot šā mehānisma darbības principu, un tas tika sasniegts - izrādījās, ka T šūnu aktivitāti kavē proteīns ar nosaukumu CTLA-4. Gandrīz tajā pašā laikā pasaules otrā malā - Kioto universitātē - T. Hondzju identificēja vēl vienu proteīnu (PD-1), kas arī kavē organisma dabisko aizsargreakciju.

Jau tobrīd šīs nozares speciālistiem bija skaidrs, cik nozīmīgi ir šie atklājumi. «Kopā ar citiem manā laboratorijā strādājošajiem mēs uzreiz iedomājāmies, ka varētu izmantot šīs zināšanas, lai pamudinātu imūnsistēmu uzbrukt vēža šūnām,» Dž. Elisons sacījis preses konferencē, kas tika sarīkota pēc tam, kad kļuva zināms par viņam piešķirto Nobela prēmiju. Taču līdz tam vēl bija ejams tāls ceļš. Ar imūnsistēmas darbību bremzējošo olbaltumvielu identificēšanu nepietika - bija nepieciešams noskaidrot, kādā veidā iespējams neitralizēt to ietekmi uz T šūnām. Pēc šā uzdevuma paveikšanas sekoja gadiem ilgi izmēģinājumi un pārbaudes, un tikai 2011. gadā ASV tika licencēta pirmā vēža imūnterapijas medikamenta tirdzniecība.

Zviedrijas Karolinska institūta ekspertu grupa, kas izvēlas Nobela prēmijas ieguvējus, norādījusi, ka Dž. Elisona un T. Hondzju veiktie pētījumi devuši iespēju izstrādāt efektīvu instrumentu cīņā pret tādām ļaundabīgo audzēju formām kā melanoma un plaušu vēzis, kuru ārstēšana pirms tam bija ļoti sarežģīta un bieži vien neveiksmīga. AFP atgādina, ka iepriekš Nobela prēmijas medicīnā vai fizioloģijā jau vairākkārt piešķirtas zinātniekiem, kuri radījuši jaunas metodes ļaundabīgo audzēju ārstēšanā. 1966. gadā to saņēma pētnieki, kuri bija atklājuši, ka prostatas vēža ārstēšanai var izmantot hormonus, 1988. gadā prēmiju piešķīra ķīmijterapijas metodes izgudrotājiem, bet 1990. gadā - zinātniekiem, kuri atklāja, ka cīnīties pret leikēmiju palīdz kaulu smadzeņu transplantācija. AP norāda, ka Nobela prēmijas piešķiršana Dž. Elisonam un T. Hondzju nav pārsteidzoša, ņemot vērā to, cik daudz dzīvību izdevies glābt, pateicoties viņu atklājumiem. Starp daudzajiem pacientiem, kuri veiksmīgi izmantojuši imūnterapijas preparātus, ir arī ASV 39. prezidents Džimijs Kārters, kuram 2015. gadā tika diagnosticēta melanoma, kas pat skāra smadzenes, bet pēc intensīva ārstēšanas kursa, kurā tika apvienotas dažādas metodes, jau pēc gada no audzēja nebija ne vēsts. Par to, ka abi zinātnieki nav tālu no Nobela prēmijas iegūšanas, liecināja arī fakts, ka 2014. gadā viņi saņēma prestižo Tana balvu, kas bieži tiek saukta par Āzijas Nobela prēmiju.

Taču laureāti neuzskata savu darbu par pabeigtu. Dž. Elisons uzsvēris, ka ir ne mazums vēža slimnieku, kuriem imūnterapija nepalīdz tik labi kā citiem, un nepieciešams noskaidrot, kādēļ tas tā ir un kā situāciju mainīt. Viņam piekritis arī 70 gadu vecais T. Hondzju, kuru ar telefonisku apsveikumu pagodinājis Japānas premjerministrs Šindzo Abe, turklāt apvaicājoties, vai pašreizējais valdības piešķirtais finansējums apmierina Kioto universitātes zinātniekus. T. Hondzju, kurš pirms vairākiem gadiem sūrojies, ka naudas trūkuma dēļ apsverot iespēju pētījumos ieguldīt personīgos uzkrājumus vai pat piekrist strādāt kādā starptautiskā farmācijas kompānijā, atbildējis apstiprinoši, uzsverot, ka ir gatavs turpināt pētījumus.

Rīgas Stradiņa universitātes (RSU) Klīniskās imunoloģijas un imunģenētikas starpkatedru laboratorijas vadītāja Jeļena Eglīte sarunā ar Neatkarīgo norādīja, ka Nobela prēmijas laureātu izvēle viņu nepārsteidz, jo šīs jomas speciālistiem par viņu paveikto bijis zināms jau sen, un tā nav nekāda lielā sensācija. Arī RSU zinātniskajā centrā Kleisti gadiem ilgi strādāts pie Nobela prēmijas laureātu ideju attīstīšanas, piemēram, izstrādājot jaunus paņēmienus, kas pastiprina imūnsistēmas darbību grūtniecības periodā.

Lāzers acī - nekādu problēmu

Dzirdot kaut ko par lāzeriem, ļaudīm mūsdienās parasti nāk prātā divas domas - daļa sāk lauzīt galvu, kur nogrūduši lāzera rādītājkociņu, ar ko parasti tiek izklaidēts un nerrots kaķis, bet citiem smadzenēs iešaujas Zvaigžņu karu stila batālijas ar apšaudēm, kurās pavisam niecīgs lāzera stars iznīcina varenus kosmosa kuģus.

Šā gada Nobela prēmijas ieguvēji fizikā jau sen pazīstamajām ierīcēm atraduši lietderīgāku pielietojumu, kas arī ir galvenais iemesls, kādēļ Zviedrijas Zinātņu akadēmija novērtējusi viņu paveikto. Jau vairākus desmitus gadu cilvēkiem, kuriem ir redzes problēmas, ir pieejami redzes lāzerkorekcijas pakalpojumi, un par to viņiem vajadzētu būt pateicīgiem francūzim Žerāram Murū un kanādietei Donnai Striklendai, kuri veicinājuši šīs tehnoloģijas izstrādāšanu. Bet amerikāņu fiziķim Artūram Eškinam prēmija piešķirta, jo viņš pirmais izstrādājis tā sauktās optiskās pincetes, kas ļauj izmantot lāzera staru ļoti sīku objektu nošķiršanai.

Ziņu aģentūra AP uzver, ka šāgada fizikas prēmiju laureātu izvēle ir gan simboliska, gan vēsturiska. 96 gadus vecais A. Eškins nu kļuvis par pasaulē vecāko Nobela prēmijas laureātu. 1987. gadā zinātnieks, kurš tolaik strādāja uzņēmumā AT&T Bell Laboratories, izgudroja mehānismu, ar kura palīdzību lāzera stars, izmantojot niecīgo gaismas gravitāciju, spēja fiksēt un pārvietot pavisam sīciņus objektus - ne tikai molekulas, bet pat atsevišķus atomus. Viņa atklājums novedis pie tā, ka mediķi, izmantojot lāzeru, spēj ietekmēt pat šūnu darbību - kā norādījusi Zviedrijas Zinātņu akadēmija, savulaik šāda metode bija vien zinātniskā fantastika.

Ne mazāk nozīmīgs ir D. Striklendas un viņas darbaudzinātāja Ž. Murū veikums. Lāzerstaru potenciāls bija labi zināms arī pirms tam, kad viņi uzsāka savus pētījumus, taču tieši viņiem izdevās izstrādāt metodi, kas ļāva starojumam kļūt intensīvākam, bet tā impulsiem īsākiem. Šis atklājums bija ļoti nozīmīgs pielietošanā medicīnā, jo dod iespēju veikt pavisam sīkas operācijas šūnu līmenī, nebojājot apkārtējos audus, raksta interneta ziņu vietne LiveScience.com.

Noderīgie fermenti un fāgi

Cilvēku organismu šūnās nepārtraukti notiek dažādi ķīmiskie procesi, un šā gada Nobela prēmija ķīmijā piešķirta zinātniekiem, kuri spējuši izprast, kā tos iespējams regulēt, lai organisma darbība būtu maksimāli efektīva. Zviedrijas Zinātņu akadēmija novērtējusi amerikānietes Frēnsisas Arnoldas ieguldījumu enzīmu jeb fermentu evolūcijas pētīšanā un ietekmēšanā, kā arī amerikāņu un britu zinātnieku Džordža Smita un Gregorija Vintera atklājumus bakteriofāgu, kurus speciālisti bieži dēvē vienkārši par fāgiem, izmantošanas jomā. Abiem šiem pētījumiem jau ir ļoti plašs pielietojums, turklāt ne tikai medicīnas, bet arī, piemēram, atjaunojamās enerģētikas nozarē, norāda interneta ziņu vietne LiveScience.com, uzsverot, ka tie ļauj ieprogrammēt dzīvu organismu šūnas uz noteiktām darbībām.

Puse no prēmijas pienākas Kalifornijas Tehnoloģiju institūtā (Caltech) strādājošajai 62 gadus vecajai F. Arnoldai. 1993. gadā viņa, pētot enzīmu evolūcijas vēsturi, secināja, ka šo attīstību ir iespējams ietekmēt, ar dažādu baktēriju palīdzību modificējot fermentu gēnus. Pēc ilgstošiem pētījumiem tika izstrādāts mehānisms, kas ļauj iegūt tieši tādus fermentus, kas, nokļuvuši šūnās, veicina zinātnieku iecerēto ķīmisko reakciju norisi. Turklāt ar katru darbības ciklu šos enzīmus iespējams mutāciju ceļā uzlabot, palielinot to darbības efektivitāti.

Otru pusi prēmijas sadalīs 77 gadus vecais Dž. Smits un 76 gadus vecais G. Vinters, kuri neatkarīgi viens no otra pētījuši citu mehānismu, kas ietekmē šūnās notiekošos ķīmiskos procesus. Interneta vietnēs, kas sludina veselīgu dzīvesveidu un revolucionārus ārstniecības līdzekļus, jau vairākus gadus teju vai kā panaceja tiek reklamēti bakteriofāgi - dabiskas izcelsmes vīrusi, kas, nonākot organismā, pamudina to apkarot baktērijas. Dž. Smits, kurš strādāja Misūri - Kolumbijas universitātē, 1985. gadā atklāja veidu, kā bakteriofāgus piesaistīt zināmam olbaltumvielu tipam jeb peptīdam un šādā veidā to iezīmēt. Kad šūnā nonāca antiviela jeb Y peptīds, tā nekavējoties saistījās ar šo fāgu un sāka izstrādāt šūnu dziedējošas ķimikālijas. Dž. Smita pētījumi gan lielākoties bija teorētiski, un līdz plašākai pielietošanai tos noveda G. Vinters, kurš parūpējās par attiecīgu medikamentu izstrādāšanu. Pirmais šāda veida preparāts ar nosaukumu Humira tirdzniecībā nonāca 2002. gadā, un to mēdz izmantot reimatiskā artrīta, psoriāzes un zarnu iekaisuma pacienti, raksta AP.

Rīgas Stradiņa universitātes (RSU) Bioloģijas un mikrobioloģijas katedras vadītāja Juta Kroiča, kura uzskatāma par vienu no Latvijas vadošajiem ekspertiem fāgu (zinātnieki tos sauc tā) jomā, telefona sarunā ar Neatkarīgo norādīja, ka arī mūsu valstī pētnieki darbojas un ir sasnieguši zināmus panākumus šajā, pašlaik ļoti aktuālajā, zinātnes nozarē. Viņa personīgi bija sajūsmināta par progresu, kas tajā sasniegts Gruzijā un Krievijā, taču uzsvēra, ka ES valstīs ārstēšana, izmantojot fāgus, nav oficiāli licencēta. Cilvēkiem, kuri cer, ka viņi kādā interneta vietnē var nopirkt attiecīgu tabletīti, nāksies vilties, jo fāgu terapija ir piemērota vien noteiktam organisma tipam - citiem vārdiem sakot, sākumā nepieciešama izmeklēšana pie speciālista (kuri sameklējami vien dažās ES valstīs - Polijā, Vācijā vai Skandināvijā), kurš arī rekomendēs ieteicamo fāgu komplektu.