Nobel 2020: fizjologia i medycyna

Zaczynamy tydzień noblowski. Dla wielu osób to wydarzenie roku, szczególnie dla naukowców, dla których często jest to ukoronowanie kariery naukowej. Dziś pierwsza nagroda 2020, czyli medycyna i fizjologia.

Dla zwycięzcy dzień zaczyna się od telefonu. Często w środku nocy, ze względu na strefy czasowe. Ale zwycięzca jest informowany dosłownie na chwilę przed oficjalnym ogłoszeniem, niekiedy nawet dowiaduje się po ogłoszeniu, bo nie udało się z nim na czas skontaktować. 

Posiedzenie, podczas którego odbywało się głosowanie, odbyło się 5 października rano. Około godz. 10:30 głosy zostały podliczone a kilka minut później Thomas Perlmann, sekretarz Komitetu Noblowskiego, zadzwonił do laureata.

O godz. 11.30 Thomas Perlmann ogłosił oficjalnie, najpierw w języku szwedzkim a później po angielsku, że 111. Nagroda Nobla w dziedzinie Medycyny i Fizjologii trafiła w równych częściach do:

• Harveya J. Altera (ur. 1935, afiliacja: National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA),
• Micheala Houghtona (afiliacja: University of Alberta, Edmonton, Canada)
• Charlesa M. Rice'a (ur. 1952, afiliacja: Rockefeller University, New York, USA)

...za odkrycie wirusa Hepatitis C, czyli wirusa zapalenia wątroby typu C.

 

Laureaci Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny za 2020 rok

 

W krótkim uzasadnieniu możemy przeczytać, że dzięki ich odkryciom udało się stworzyć niezwykle czułe testy krwi wykrywające wirusa, co niemal całkowicie wyeliminowało zakażenia zapaleniem wątroby po transfuzji krwi w wielu częściach świata. Tym samym przyczyniły się do walki z jednym z wielkich problemów zdrowotnych i, jak podkreślił Thomas Perlmann podczas wywiadu po ogłoszeniu laureatów, poprawy życia dla milionów ludzi na świecie.

Zapalenie wątroby jest chorobą wywoływaną głównie przez infekcje wirusowe, choć nadużywanie alkoholu, czynniki środowiskowe i choroby autoimmunologiczne również się do niej przyczyniają. Już w latach 40. XX wieku udało się wyróżnić dwa typy zapalenia wątroby. Typ A, który jest głównie powiązany z zatruciem się jedzeniem lub wodą skażonymi wirusem typu A i zazwyczaj nie niesie ze sobą długofalowych konsekwencji zdrowotnych. Typ B, w którym źródłem zakażenia jest kontakt z krwią lub innymi płynami fizjologicznymi, jest znacznie bardziej niebezpieczny. Może rozwijać się latami właściwie bez symptomów, powodując stopniową degradację wątroby, prowadząc do marskości wątroby lub nawet nowotworu. I wreszcie trzeci typ - C. Raport opublikowany w 2015 roku wskazywał 72 mln pacjentów cierpiących na chroniczne zapalenie wątroby typu C, z których ponad 1,3 mln zmarło w ciągu roku.

W 1967 Baruch Blumberg odkrył wirusa Hepatitis B, za co w 1976 również otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny, co tylko podkreśla wagę, jaką świat przykłada do zapalenia wątroby. Odkrycie Blumberga doprowadziło do powstania testów diagnostycznych oraz szczepionki.

 

Wirusy zapalenia wątroby

 

W tym samym czasie Harvey J. Alter badał przypadki zapalenia wątroby u pacjentów, którzy otrzymali transfuzję krwi. Dzięki nowym testom na obecność wirusa typu B i A udało się wyeliminować wiele przypadków zachorowań, jednak niepokojąco dużo przypadków (ok. 80%) pozostawało, co wskazywało na obecność nieznanego, przenoszącego się przez krew czynnika wywołującego tę chorobę. Alter odkrył, że krew pacjentów zarażonych zapaleniem wątroby może wywoływać chorobę u szympansów - ponownie potwierdzając, że czynnik chorobotwórczy jest przenoszony przez krew. W wyniku jego metodycznych badań, udało się ustalić, że czynnik ten ma charakterystykę wirusa, tym samym wyróżniając nowy typ zapalenia wątroby, nazwany początkowo typem "non-A, non-B".

Identyfikacja nowego wirusa stała się priorytetem dla wielu naukowców, jednak tradycyjne metody nie przynosiły efektów i przez dekady wirus nie dawał się poznać. Rok 1982 przyniósł przełom, kiedy udało się sklonować wirusa po raz pierwszy. Wówczas do akcji wkroczył Michael Houghton, pracujący wtedy dla firmy Chiron. Wraz ze współpracownikami stworzył kolekcję fragmentów DNA wyizolowanych z krwi chorego szympansa. Większość była fragmentami DNA szympansa, ale hipoteza Houghtona zakładała, że znajdą się tam również części materiału genetycznego wirusa. Na ich podstawie udało się wyprodukować zakodowane przez nie białka. Jednocześnie założono, że we krwi chorych pacjentów znajdują się przeciwciała przeciwko tym białkom. W wyniku metodycznych eksperymentów udało się znaleźć jeden (z miliona przetestowanych) fragment DNA,  który reagował z przeciwciałami. Dalsze badania pokazały, że nowo odkryty wirus jest wirusem typu RNA i należy do rodziny flaviwirusów - został nazwany Hepatitis C. To było pierwsze tego typu podejście do identyfikacji wirusów.

Może się wydawać, że na tym etapie potwierdzono już rolę wirusa Hepatitis C w wywoływaniu zapalenia wątroby. Jednak trzeba było wykazać jeszcze jedną rzecz: że sklonowany wirus może się namnażać i jest wystarczający do wywołania zapalenia wątroby. Charles M. Rice, który badał wirusy typu RNA, zauważył fragment genomu, który podejrzewał o powiązanie z replikacją wirusa. Odkrył również, że wyizolowane wirusy różniły się od siebie materiałem genetycznym. Stworzył hipotezę, że niektóre mutacje inaktywują replikację wirusa. Stworzył więc wirusa, który miał fragment powiązany z replikacją ale nie miał mutacji inaktywujących. Po wstrzyknięciu tego wirusa do wątroby szympansów, udało się wykazać obecność wirusa we krwi i zmiany wątroby, podobne do obserwowanych u chorych ludzi. To był ostateczny dowód, że to właśnie wirus Hepatitis C powodował niezidentyfikowane przypadki zapalenia wątroby.

 

Wkład laureatów w badania nad wirusem Hepatitis C

 

Dzięki odkryciom laureatów (i oczywiście wielu innych naukowców pracujących nad tym zagadnieniem), udało się nie tylko stworzyć test na obecność wirusa, który pomógł w eliminacji zapalenia wątroby spowodowanego transfuzją krwi, ale również opracować specyficzne leki antywirusowe, dzięki którym po raz pierwszy w historii jest możliwe leczenie zapalenia wątroby typu C. Dzięki testom i lekom, po wprowadzeniu ich na skalę światową, możliwe będzie - oby całkowite - wyeliminowanie zapalenia wątroby typu C.

 

Harmonogram walki z wirusem Hepatitis C

 

Ogłoszenie laureatów było chyba zaskoczeniem dla dziennikarzy, którzy, jak przyznał sam Thomas Perlmann, zadali wyjątkowo mało pytań. Standardowe pytanie oczywiście dotyczyło kontaktu z laureatami. Perlmann przyznał, że udało mu się skontaktować z Alterem i Ricem, których obudził i wymagało to kilku prób. Laureaci byli podobno bardzo zaskoczeni. Nie udało mu się jednak dodzwonić do Houghtona.
Inne pytanie dotyczyło związku tegorocznej nagrody z pandemią koronawirusa SARS-CoV-2 i wiadomości, jaką wysyła obecnym badaczom. Patrik Ernfors przyznał, że podejście do odkrycia wirusa zaprezentowane przez laureatów jest również czymś ważnym w obecnej sytuacji, ponieważ najpierw trzeba rozpoznać wirusa a dopiero później można opracowywać strategie walki z chorobą.

Opr. Karolina Mirowska na podstawie materiałów Komitetu Noblowskiego

Oryginalna informacja prasowa w jęz. angielskim: Press release: The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2020