Μία συγκινητική έρευνα πήρε το βραβείο Νόμπελ 2021 στη φυσιολογία ή την ιατρική. Ο David Julius του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια, Σαν Φρανσίσκο και ο Ardem Patapoutian του Scripps Research Institute στη Λα Τζόλα της Καλιφόρνια, έλαβαν το βραβείο στις 4 Οκτωβρίου για την έρευνά τους στον εντοπισμό αισθητήρων στα νευρικά κύτταρα που ανιχνεύουν θερμότητα, κρύο και πίεση.
Οι βραβευθέντες ανακάλυψαν πρωτεΐνες που ονομάζονται υποδοχείς που μετατρέπουν την καύση από τις πιπεριές τσίλι ή μια καυτή σόμπα, την αίσθηση ψύξης της μενθόλης ή την πίεση από μια αγκαλιά σε νευρικά σήματα που μπορούν να σταλούν στον εγκέφαλο. Αυτές οι πρωτεΐνες είναι ζωτικής σημασίας για την αίσθηση της αφής και για την αίσθηση του πόνου.
Η αναγνώριση της βασικής έρευνας για το άγγιγμα είναι σημαντική επειδή “είναι μια στοιχειώδης λειτουργία του νευρικού συστήματος, όπως αντιδράμε με το περιβάλλον μας”, λέει ο Walter Koroshetz, διευθυντής του Εθνικού Ινστιτούτου Νευρολογικών Παθήσεων και Εγκεφαλικού των ΗΠΑ στην Bethesda, Md.
Οι αισθητήρες θερμοκρασίας προειδοποιούν για κίνδυνο από πυρκαγιά ή πολύ κρύο, δήλωσε ο Abdel El Manira, νευροεπιστήμονας και μέλος της Συνέλευσης Νόμπελ του Ινστιτούτου Karolinska, που απονέμει το βραβείο φυσιολογίας ή ιατρικής.
Οι υποδοχείς αφής είναι σημαντικοί για την αίσθηση του πού βρίσκονται τα μέρη του σώματός μας στο διάστημα. «Χωρίς αυτούς, δεν θα μπορούσαμε να σταθούμε. Δεν θα μπορούσαμε να αγγίξουμε ή να νιώσουμε το περιβάλλον μας », είπε ο Ελ Μανίρα. «Τον τελευταίο χρόνο, κρατούσαμε κοινωνικές αποστάσεις ο ένας από τον άλλον. Μας έχει λείψει η αίσθηση της αφής, η αίσθηση της ζεστασιάς που παίρνουμε ο ένας από τον άλλον όπως κατά τη διάρκεια μιας αγκαλιάς ».
Παρά τη σημασία του, «το άγγιγμα είναι ίσως η αίσθηση που οι άνθρωποι θεωρούν ως δεδομένο», είπε ο Παταπουτιάν κατά τη διάρκεια συνέντευξης Τύπου.
Οι επιστήμονες αναζητούσαν υποδοχείς αφής και θερμοκρασίας για πολλά χρόνια πριν ξεκινήσουν τη δουλειά τους ο Τζούλιους και ο Παταπουτιάν, είπε ο Κοροσέτς. «Όλοι ήξεραν ότι [οι υποδοχείς] ήταν εκεί, αλλά κανείς δεν μπορούσε να τους βρει», λέει. Στη συνέχεια, οι δύο βραβευμένοι βρήκαν μερικούς έξυπνους τρόπους για να διερευνήσουν τις άπιαστες πρωτεΐνες.
Ο Julius, βιοχημικός και μοριακός φυσιολόγος και σύμβουλος του Ιατρικού Ινστιτούτου Howard Hughes, χρησιμοποίησε την καψαϊκίνη, την ένωση που δίνει στις πιπεριές τσίλι τη θερμότητά τους, για να ανακαλύψει πρωτεΐνες υποδοχείς που επιτρέπουν στους ανθρώπους να αισθάνονται το κάψιμο του τσίλι. Εκείνη την εποχή, δεν ήξερε ότι ο υποδοχέας, TRPV1, ανταποκρίνεται επίσης στη θερμότητα, είπε κατά τη διάρκεια συνέντευξης Τύπου. Αυτή η ανακάλυψη ήρθε αργότερα.
“Ορισμένες από τις μεγάλες προόδους … στην ιατρική ξεκίνησαν με τους ανθρώπους να ακολουθούν την περιέργειά τους, χωρίς να γνωρίζουν εκ των προτέρων ότι θα μπορούσαν μια μέρα να είναι χρήσιμοι”, είπε ο Julius.
Η πρωτεΐνη είναι ένα κανάλι ιόντων, ένας τύπος μοριακής πύλης που βρίσκεται στη μεμβράνη ενός κυττάρου που ανοίγει ή κλείνει για να ελέγξει τη ροή φορτισμένων ατόμων ή μορίων μέσα ή έξω από το κύτταρο. Σε αυτή την περίπτωση, όταν το TRPV1 συναντήσει καψαϊκίνη ή θερμότητα, ανοίγει, επιτρέποντας φορτισμένα ιόντα ασβεστίου στο κύτταρο. Αυτή η πλημμύρα ασβεστίου ενεργοποιεί ηλεκτρικά σήματα που αποστέλλονται στον εγκέφαλο για να προειδοποιήσουν για καυτές ουσίες.
Το πόσο μικρές αλλαγές στο σχήμα της πρωτεΐνης της επιτρέπουν να επικοινωνεί με τον εγκέφαλο μικρές διαφορές θερμοκρασίας, όπως η αίσθηση όταν ένα δωμάτιο ζεσταίνεται μερικούς βαθμούς από το συνηθισμένο, είναι ακόμα ένα μυστήριο που ο Julius ελπίζει να λύσει, είπε.
Ο Julius χρησιμοποίησε τη φρέσκια χειμερινή ένωση μενθόλη για να αποκαλύψει την TRPM8, μια πρωτεΐνη υποδοχέα που αισθάνεται το κρύο (SN: 2/13/02). Δουλεύοντας ανεξάρτητα, ο Παταπουτιάν, νευροεπιστήμονας και ερευνητής του Ιατρικού Ινστιτούτου Howard Hughes, ανακάλυψε ταυτόχρονα αυτόν τον υποδοχέα.
Αφού πέρασε περίπου ένα χρόνο σπρώχνοντας νευρικά κύτταρα σε εργαστηριακά πιάτα, ο Παταπουτιάν ανακάλυψε επίσης μια πρωτεΐνη υποδοχέα, PIEZO1, που ανοίγει σε απόκριση της μηχανικής πίεσης. Αυτή η πρωτεΐνη, που πήρε το όνομά της από την ελληνική λέξη για πίεση, και μια άλλη που ονομάζεται PIEZO2 επιτρέπει στους ανθρώπους να αισθάνονται το άγγιγμα (SN: 12/4/14).
Το PIEZO2 είναι ο υποδοχέας των νευρικών κυττάρων στο δέρμα που ονομάζονται κύτταρα Μέρκελ και αισθάνονται ελαφριά αγγίγματα και χάδια (SN: 6/18/09). Βοηθά επίσης τα νεύρα στους πνεύμονες να κρατήσουν τα όργανα από το υπερβολικό φούσκωμα και είναι σημαντικό για τις λειτουργίες της ουροδόχου κύστης και του εντέρου (SN: 12/21/16). Τα παιδιά που στερούνται PIEZO2 έχουν προβλήματα ισορροπίας και δεν μπορούν να αισθανθούν πού βρίσκονται τα άκρα τους, λέει ο Koroshetz. «Πρέπει να κοιτάξουν για να δουν πού είναι τα δάχτυλά τους όταν απλώνουν το χέρι για να πιάσουν κάτι». Η μη φυσιολογική ανίχνευση πίεσης μπορεί επίσης να συμβάλει στο γλαύκωμα και στην υψηλή αρτηριακή πίεση. Το PIEZO1 συμμετέχει επίσης στη ρύθμιση των επιπέδων σιδήρου στο αίμα.
Οι υποδοχείς της αφής και της θερμοκρασίας μπορεί επίσης να εμπλέκονται στην επεξεργασία του πόνου. Παρά τις δυνατότητες ανάπτυξης φαρμάκων, οι φαρμακευτικές εταιρείες έχουν αγωνιστεί να αναπτύξουν νέες θεραπείες χρησιμοποιώντας αυτά τα κανάλια, λέει ο Gary Lewin, του οποίου το εργαστήριο στο Κέντρο Μοριακής Ιατρικής Max Delbrück στο Βερολίνο μελετά τη μοριακή φυσιολογία της σωματικής αίσθησης.
Ένα μεγάλο εμπόδιο προέρχεται από το γεγονός ότι τα φάρμακα που στοχεύουν στο TRPV1, τον υποδοχέα που εμπλέκεται στην αίσθηση της θερμότητας, τείνουν να προκαλούν πυρετό. Άλλοι στενά συνδεδεμένοι υποδοχείς μπορεί να είναι πιο ελπιδοφόροι, λέει ο Lewin. «Και οι δύο ανακαλύψεις ώθησαν πραγματικά το πεδίο της έρευνας για τον πόνο. Αλλά είμαστε πραγματικά στην αρχή – υπάρχει ακόμα ένα τεράστιο ποσό για να ανακαλυφθεί ». Οι θεραπείες που βασίζονται σε αυτούς τους υποδοχείς θα μπορούσαν να παρέχουν μια εναλλακτική λύση στα εθιστικά φάρμακα για τον πόνο, όπως τα οπιοειδή.
Επειδή οι υποδοχείς αφής εμπλέκονται σε τόσες πολλές διαδικασίες του σώματος, οι θεραπείες που απευθύνονται σε αυτούς θα πρέπει να εντοπιστούν, όπως με επιθέματα δέρματος ή χορήγηση φαρμάκων απευθείας στο προσβεβλημένο όργανο, είπε ο Παταπουτιάν.
Ο Τζούλιους και ο Παταπουτιάν θα μοιράσουν το έπαθλο των 10 εκατομμυρίων σουηδικών κορόνων, ή περισσότερα από 1,1 εκατομμύρια δολάρια.
Οι μη καταχωρισμένοι αριθμοί και τα κινητά τηλέφωνα που τέθηκαν σε σίγαση σήμαινε ότι η επιτροπή Νόμπελ έπρεπε να εντοπίσει τους νικητές μέσω συγγενών. Ο Τζούλιους έμαθε για το βραβείο μέσω μιας κουνιάδας. Ο Παταπουτιάν δέχτηκε μια κλήση από τον 94χρονο πατέρα του που μετέφερε το μήνυμα. “Υποθέτω ότι ακόμη και αν έχετε” μην ενοχλείτε “[on], οι άνθρωποι στα αγαπημένα σας μπορούν ακόμα να σας καλέσουν”, είπε. «Κατέληξε να είναι μια πολύ ιδιαίτερη στιγμή».
Add Comment