Уильям Келин и Грегг Семенца из США и Питер Рэтклифф из Великобритании получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине за исследование адаптации клеток к изменяющимся уровням кислорода.
В ходе эволюции сформировались определенные механизмы, регулирующие адекватное снабжение кислородом тканей и клеток, такие как хеморецепторы каротидных телец. Но существуют и другие фундаментальные физиологические регуляторы. Одной из ключевых физиологических реакций на гипоксию является повышение уровня гормона эритропоэтина, что стимулирует процесс эритропоэза. Это явление изучается еще с начала XX века, но многие его детали до сих пор остаются загадкой.

Изучая специфические сегменты мышиной ДНК, расположенные рядом с геном, отвечающим за синтез эритропоэтина, ученые обнаружили кислород-зависимую экспрессию данного гена. В попытках исследователей идентифицировать клеточные компоненты, опосредующие этот ответ, был обнаружен т.н. индуцируемый гипоксией фактор (hypoxia-inducible factor, HIF) – белковый комплекс, который связывается с сегментом ДНК в зависимости от уровня кислорода.
Понимание процессов того, как клетки адаптируются к различным уровням кислорода, важно не только с фундаментальной точки зрения, но и для клинического применения. Например, пациенты с хронической почечной недостаточностью часто страдают от тяжелой анемии из-за снижения экспрессии гена эритропоэтина. Кроме того, кислородный механизм играет важную роль при онкологических заболеваниях. Опухолевые клетки для стимуляции образования кровеносных сосудов и изменения метаболизма в сторону эффективной пролиферации используют механизмы, регулирующиеся уровнем кислорода.

Индуцируемый гипоксией фактор – новая потенциальная мишень для терапии огромного количества заболеваний, так или иначе связанных с гипооксигенацией. В скором времени многие академические лаборатории и фармацевтические компании направят свои силы на разработку препаратов, способных активировать или ингибировать кислородо-зависимые регуляционные механизмы.

Источник: https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2019/press-release/