Шорт-лист кандидатов на Нобелевскую премию по медицине и физиологии 2019 года

Ханс Клеверс за исследование сигнального пути Wnt и его роль в стволовых клетках и раке

Первый кандидат на премию — Ханс Клеверс, который с 1991 года вместе с командой исследовал сигнальный путь Wnt и его роль в стволовых клетках и раке. Они изучили, как передача сигналов Wnt дает инструкции экспрессии генов во время эмбриогенеза, в стволовых клетках и раке. (Примечание: экспрессия генов — это превращение последовательности ДНК в РНК, а затем в белок определенного типа.)

Эти идеи привели его к изучению стволовых клеток в кишечнике и других органах. Он понял, что они могут быть культивированы вне организма человека. Благодаря этому Ханс Клеверс смог создать образцы кишечника, печени, поджелудочной железы и других органов человека. Эти «мини-органы» помогут в дальнейшем тестировать лекарства без использования животных или клеточных линий. Например, изучать воздействие новых препаратов, которые помогут при опухолевых заболеваниях.

Джон Капплер и Филиппа Маррак за понимание природы аутоиммунных заболеваний

Джон Капплер — профессор кафедры интеграционной иммунологии в Национальном еврейском медицинском исследовательском центре. Основной предмет его исследований — Т-клетки (клетки иммунитета), исследования он ведет совместно с женой Филиппой Маррак. В 1983 году совместно с Эллис Райнхерц и Джеймсом Эллисоном они открыли Т-клеточный рецептор.

Нобелевскую премию Капплеру и Маррак пророчат за открытие механизма возникновения устойчивости Т-клеток при клональной элиминации в тимусе (статья опубликована в журнале Cell в апреле 1987 года). Говоря проще, они описали, как иммунная система умудряется пропустить из тимуса Т-клетки, которые не прошли негативный отбор и могут атаковать свой же организм. Тимус (вилочковая железа) — основной орган, где дифференцируются и обучаются клетки иммунной системы. Обычно клетки, которые активно реагируют на собственный организм, погибают не покинув тимус. Но все не всегда идет по плану.

Это открытие стало основой понимания природы аутоиммунных заболеваний, таких как ревматоидный артрит, синдром Гийена — Барре и проказа.

Карл Дессерот, Эрнст Бамберг, Геро Мизенбек за вклад в оптогенетику —  управление клетками организмов с помощью света

Оптогенетика помогает использовать свет для контроля и наблюдения за клетками. Эта технология уже расширила знания человечества о болезни Паркинсона, возможностях восстановления зрительной функции, природе зависимостей и психических расстройств.

Метод сравнительно легко объяснить в контексте нейробиологии. Исследователи буквально учат отдельные нейроны синтезу белков, чувствительных к свету с нужной длиной волны. Затем клетку освещают и фоточувствительные белки вводят нейрон в возбужденное состояние. Оказалось, что так можно буквально «включать» и «выключать» клетки с высокой точностью. Чтобы опробовать метод на живом мозге животных, ученым понадобился дополнительный участник — лентивирус, содержащий ген светочувствительного белка.

Оптогенетика настолько поразила научный мир своими перспективами в изучении мозга и различных биологических процессов, что журнал Nature назвал ее знаковым методом 2010 года.

Чжан Фэн, Эммануэль Шарпентье и Дженнифер Дудна за разработку технологии CRISPR/Cas9

Эммануэль Шарпентье и Дженнифер Дудна одними из первых предложили использовать иммунную систему бактерий для редактирования геномов. Чжан Фэн адаптировал CRISPR/Cas9 для редактирования генов в эукариотических клетках. Этим он показал, насколько данный метод универсален и что он может быть использован в клетках млекопитающих. В настоящее время Чжан занимается разработкой инструментов, которые можно применять для изучения генетических заболеваний, их методов диагностики и терапии.

CRISPR — новый инструмент для редактирования ДНК, который быстрее, экономичнее и точнее, чем любые другие предыдущие методы редактирования генов. Эта технология внесла значительный вклад в генетические исследования и позволила ученым лучше понимать биологические процессы, связанные с определенными заболеваниями. Например, с помощью этой технологии можно будет лечить генетические заболевания с единичными мутациями, в частности серповидно-клеточную анемию. Лечение этого заболевания CRISPR-терапией успешно прошло на мышах и человеческих клетках, а летом 2019 года начались клинические испытания на людях. Главная проблема этого инструмента — эффективность редактирования генома с его помощью пока слаба, поэтому такой скандал вызывают новости о редактировании человеческих эмбрионов. Одновременно с нужным разрывом в геноме часто появляются какие-то лишние, что провоцирует ненужные мутации.