Wcale nie jest dziwne, jak sugerują niektóre media, że tegoroczna Nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny nie została przyznana za szczepionkę przeciw COVID-19. Taka decyzja niewątpliwie byłaby sensacją. Wyróżnienie dla Davida Juliusa i Ardema Patapoutiana wątpliwości nie budzi, a w każdym razie nie powinno.
Swoje trzeba odczekać
Noble to nie Oskary czy nagrody rynku muzycznego. Nie są przyznawane za osiągnięcia z ostatnich 12 miesięcy. Wręcz przeciwnie. Nawet w przypadku osiągnięć niepodważalnych, sporo czasu musiało upłynąć, nim uczeni świętowali w Sztokholmie. Ubiegłoroczni laureaci, odkrywcy HCV, na wyróżnienie czekali ponad trzy dekady. Niewiele krócej odkrywca HIV, popularny ostatnio Luc Montagnier. Dlaczego? Zdarzały się kiedyś nagrody niemal ekspresowe, które dziś chluby Komitetowi Noblowskiemu nie przynoszą - choćby dla Hermanna Muellera, który wynalazł środek owadobójczy DDT jako antidotum na komary, a w efekcie malarię. Szybko okazało się, że DDT ma swoją ciemną stronę - nie dość, że szkodzi naturze, to może przyczyniać się do problemów zdrowotnych ludzi (więcej na ten temat). Zasadą stało się więc, żeby z nagradzaniem uczonych się nie spieszyć, nawet w sytuacjach niebudzących kontrowersji.
Nagradzane osiągnięcia muszą spełniać dwa kryteria:
- Stanowić przełom, otworzyć nowe drzwi dla wielu badań i osiągnięć,
- Służyć ludzkości.
Jest bardzo prawdopodobne, że uczeni, którzy dziś pochylają się nad COVID-19, w przyszłości Nobla się doczekają. Zapewne także ci, którzy teraz badają RNA.
Z drugiej strony, warto przy tym pamiętać, że w 2006 roku był Nobel za badania nad mRNA. Nagrodę otrzymał duet Andrew Fire, profesor patologii i genetyki na Uniwersytecie Stanforda, i Craig Mello, profesor medycyny molekularnej na Uniwersytecie Massachusetts za odkrycie mechanizmu wyciszania nieprawidłowo funkcjonujących genów. Czy komuś jeszcze należy się wyróżnienie za poznawanie mRNA, niezwykłego szablonu do produkcji białka? Takie dywagacje trzeba zostawić ekspertom.
Papryka i przetrwanie
Badania dzisiejszych laureatów, zgodnie z powyższym, też nie są nowe. David Julius przełomowych odkryć dokonał w latach 90. ubiegłego wieku. Najważniejsze publikacje młodszego laureata, 54-letniego Patapoutiana, są sprzed 7-9 lat, chociaż istotne prace badawcze prowadził już od początku XXI wieku, a jeszcze wcześniej otrzymał doktorat na Uniwersytecie Kalifornijskim. Ardem Patapoutian jest emigrantem z Libanu.
Według Komitetu Noblowskiego zasłużyli na nagrodę, gdyż wyjaśnili, co aktywuje impulsy nerwowe, byśmy mogli odczuwać zmianę temperatury czy dotyk (czynniki mechaniczne).
David Julius zidentyfikował czujnik reagujący na ciepło w zakończeniach nerwowych skóry. Wykorzystał w tym celu kapsaicynę, ostry związek pochodzący z papryki chili, który wywołuje uczucie pieczenia. Zna go wiele kobiet - jako pomocnika w odchudzaniu.
Z kolei Ardem Patapoutian wykorzystał komórki wrażliwe na nacisk, aby odkryć nową klasę czujników reagujących na bodźce mechaniczne w skórze i narządach wewnętrznych.
Według Szwedzkiej Akademii:
Laureaci zidentyfikowali kluczowe, brakujące ogniwa dla zrozumienia złożonej interakcji pomiędzy naszymi zmysłami a środowiskiem.
Julius i jego współpracownicy stworzyli bibliotekę milionów fragmentów DNA. Odpowiadały one genom, które ulegają ekspresji, czyli procesowi odczytania i przepisania informacji genetycznej na białka lub różne formy RNA, w neuronach reagujących na ból, ciepło i dotyk. Zidentyfikowali pojedynczy gen, który był w stanie uczynić komórki wrażliwymi na kapsaicynę. Znaleziono gen odpowiedzialny za wyczuwanie kapsaicyny. Nowo odkryty receptor kapsaicyny został później nazwany TRPV1.
Odkrycie TRPV1 było wielkim przełomem prowadzącym do odkrycia kolejnych receptorów wyczuwających temperaturę. Niezależnie od siebie, zarówno David Julius jak i Ardem Patapoutian wykorzystali substancję chemiczną mentol do zidentyfikowania TRPM8, receptora, który okazał się być aktywowany przez zimno. Zidentyfikowano również kanały jonowe (białka kontrolujące przepuszczanie jonów przez błony biologiczne) związane z TRPV1 i TRPM8, które aktywowane są przez różne temperatury.
Wiele laboratoriów prowadziło badania nad rolą tych kanałów w odczuwaniu ciepła. Odkrycie TRPV1 przez Davida Juliusa było jednak przełomem, który pozwolił nam zrozumieć, w jaki sposób zmiana temperatury może wywoływać sygnały elektryczne w układzie nerwowym, a my odczuwać ból czy dyskomfort.
Badania Ardema Patapoutiana okazały się godne Nobla, gdy ten zajął się zmysłem dotyku. Gdy świat naukowy świetnie pogłębiał i rozwijał wiedzę na temat reakcji na temperaturę, wciąż nie było jasne, w jaki sposób bodźce mechaniczne mogą być przekształcane w reakcje dotykowe. Naukowcy znaleźli wcześniej mechaniczne sensory u bakterii, ale mechanizmy odpowiedzialne za dotyk u kręgowców pozostawały tajemnicą.
Dopiero przełom dokonany przez Patapoutiana doprowadził do serii prac jego i innych grup, w których wykazano, że kanały jonowe, określone jako Piezo, odgrywają kluczowe role w funkcjonowaniu zmysłu dotyku. Co ciekawe - regulują też inne ważne procesy fizjologiczne, w tym ciśnienie krwi, oddychanie i kontrolę pęcherza moczowego.
Nie musi boleć!
Wspaniale jest odkryć, jak dokładnie działają nasze zmysły. Znaczenie poznawcze takiej wiedzy jest jednak znacznie szersze niż zaspokojenie ciekawości. Odkrywając sprawcę przekazywania sygnałów, można go aktywować, ale też wyciszyć. Badania nad receptorami czuciowymi już są wykorzystywane przy opracowywaniu metod leczenia, głównie farmakologicznych, wielu chorób, w tym przewlekłego bólu. Najważniejsze osiągnięcia, zdaniem ekspertów, jeszcze przed nami. Ocenia się, że już wkrótce wiedza o receptorach przyczyni się do skutecznego przeciwdziałania rozwojowi neuropatii cukrzycowej.
Wraz z lepszym poznaniem mechanizmu bólu rosła świadomość, że cierpienie nie jest czymś, z czym po prostu należy się godzić. Oczywiste? Historia pokazuje, że niekoniecznie:
