Нобелевская премия за паразитов
Обновлено: 24.04.2024
Кэмпбелл и Омура обнаружили, что авермектины – продукт ферментации почвенных бактерий стрептомицетов (Streptomyces avermitilis) имеют высокую активность и широкий спектр антипаразитарного действия. На основе одного из открытых авермектинов был получен препарат Ивермектин, нарушающий передачу нервных импульсов у паразитов (прежде всего нематод) и приводящий к их параличу и гибели.
Благодаря лекарствам на основе авермектинов удалось значительно снизить заболеваемость элефантиазом (слоновой болезнью) и онхоцеркозом (речной слепотой) в странах Африки.
Юю Ту в свою очередь на основе изучения старинных рецептов китайской традиционной медицины обнаружила, что еще в XVI веке малярию в Китае лечили при помощи чая из полыни. Ей удалось выделить из однолетней полыни (Artemisia annua) вещество артемизинин, ставшее основой комбинированных препаратов против малярии, которые способны излечить пациентов (по заявлению ВОЗ) в 95% случаев.
С поля для гольфа в лабораторию
В 1976 году Сатоси Омура – специалист в области микробиологии, химии и фармацевтики из Университета имени Китасато в Токио исследовал образцы почвы, взятые с полей для гольфа близ города Ито в префектуре Сидзуока. Сатоси исполнился 41 год, и он лишь недавно стал профессором в знаменитом университете, созданном на основе Института Китасато Сибасабуро – одного из первооткрывателей (наряду с Александром Йерсеном) возбудителя чумы. Внимание Сатоси привлекли бактерии стрептомицеты (Streptomyces), уже давно известные как источник антибиотика стрептомицина, за который Зельман Ваксман получил Нобелевскую премию еще в 1952 году.
Сатоси решил проверить, будут ли стрептомицеты (точнее говоря, продукты их жизнедеятельности) столь же эффективны против гельминтов (паразитических червей), как ранее против бактерий и грибов. Японскому ученому удалось выделить новый штамм стрептомицетов из образцов почвы и успешно вырастить его в лаборатории. Исследовав несколько тысяч бактериальных культур (искусственно выращенных колоний бактерий на питательных средах, являющихся потомками одной бактериальной клетки), Сатоси Омура отобрал пятьдесят, обладающих наибольшим антигельминтным потенциалом, после чего в 1978 году отправил их в лабораторию фармацевтической корпорации Мерк энд Ко, где были изучены продукты их биологической активности.
У бактерий в одной из культур, впоследствии получивших название Streptomyces avermitilis, был обнаружен продукт ферментации, оказывающий, в контрольных экспериментах на мышах, разрушительное воздействие на паразитического червя-нематоду Heligmosomoides polygyrus и не имеющий ярко выраженных побочных эффектов. Это вещество получило название авермектин. Статья с описанием авермектинов вышла в 1979 году под авторством группы биохимиков из лаборатории Мерк энд Ко во главе с Ричардом Бергом и Бринтоном Миллером, а также Сатоси Омура.
От авермектинов к ивермектину
В дальнейшем Ричард Берг продолжил изучение авермектинов в сотрудничестве со вторым нобелевским лауреатом этого года Уильямом Кэмпбеллом – еще одним сотрудником фармацевтических лабораторий Мерк энд Ко. Как уже было известно, Streptomyces avermitilis продуцировала четыре основные формы авермектинов – А1, А2, В1 и В2, каждый из которых имел по два изомера (всего 8 форм). К 1984 году одна из них (В1) уже применялась в сельском хозяйстве как эффективный пестицид и получила название абамектин, однако, несмотря на доказанный антигельминтный потенциал, препаратов против паразитических червей на основе авермектинов так и не было создано.
Берг и Кэмпбелл, в то время проработавший на фармацевтическую компанию уже почти 27 лет, наметили две программы дальнейших исследований авермектинов – выведение новых штаммов Streptomyces avermitilis и химическую модификацию уже существующих авермектинов. Главной целью ученых стало снижение токсичности препарата для крупных теплокровных животных, что открывало возможность его применения скотоводами, а в дальнейшем и для лечения людей. Вторая программа увенчалась успехом. В 1984 году соавторы опубликовали статью с описанием новой химической модификации абамектина – ивермектина (22,22-дигидроавермектин B1a и B1b). Он отличался пониженной токсичностью, хорошей растворимостью и широким спектром антипаразитарного действия.
Препарат был протестирован и рекомендован к применению для крупного рогатого скота, лошадей и овец, в ближайшем будущем ожидалось, что он станет пригоден также для свиней и собак. Ивермектин ингибировал синапсы нейромедиаторов у гельминтов, что нарушало проведение нервных импульсов, приводило к параличу и последующей смерти паразитов. На основе ивермектина были разработаны препараты против онхоцеркоза (с 1987 года), элефантиаза (применяется в отдельных африканских регионах, так как чаще в лечение используется диэтилкарбамазин) и стронгилоидоза (с 1997 года) – трех главных паразитарных заболеваний на Африканском континенте.
Онхоцеркоз или речная слепота вызывается червем Onchocerca volvulus. Переносчиком паразитов являются мошки, а хозяином – человек. Взрослые паразитические черви поселяются в лимфоузлах пораженных заболеванием людей, где начинают активно размножаться. Личинки червя – микрофилярии мигрируют под кожу и в глазные яблоки своих хозяев, вызывая сильнейшее воспаление, глазное кровотечение и последующую слепоту.
Заболевание встречается на всей планете, однако в странах Центральной Африки оно носит эпидемический характер.
Нобелевская премия 2015 года по физиологии и медицине присуждена за успешную борьбу с паразитами: ирландец Уильям Кэмпбелл и японец Сатоши Омура стали лауреатами за разработку нового метода лечения заболеваний, вызванных круглыми червями-паразитами, а китаянка Юю Ту — за вклад в создание терапии против малярии – заболевания, разносчиками которого являются комары рода Anopheles.
Черви, мошки, комары
Эти два открытия дали человечеству новые средства для борьбы с болезнями, которые каждый год поражают сотни миллионов человек, а их вклад в задачу глобального улучшения качества жизни людей по всему миру действительно неоценим.
Половина премии — за червей
Червями-паразитами – или гельминтами – по оценкам специалистов, поражено около трети населения земного шара. Чаще всего они встречаются в Африке, Южной Азии, Центральной и Южной Америке.
Переносчиком онхоцеркоза являются самки мошек Simulium damnosum, которые распространяют червей-паразитов Onchocerca volvulus. Самки производят на свет множество личинок, которые изначально селятся в лимфоузлах человека, затем мигрируют под эпидермис кожи, откуда могут вновь попасть в организм мошек и, таким образом, продолжить цикл развития паразитов. Часть червей попадает в глаза человека, проникая во все ткани зрительного органа.
В глазном яблоке они вызывают воспаление, кровотечения и другие осложнения, ведущие в конечном итоге к потере зрения.
Возбудителем элефантиаза является паразит под названием Brugia malayi. Пораженные им участки кожи покрываются бородавками и язвами, затем возникают отеки. Соединительные ткани разрастаются, что в конечном итоге приводит к увеличению размера органа или конечности человека, а также к изменению его формы. Развитие болезни может спровоцировать другие проблемы, такие как распространение инфекции в лимфатических сосудах.
Японский микробиолог Сатоши Омура на протяжении многих лет занимался исследованиями бактерий под названием Streptomyces, которые являются производителями многих антибиотиков. Омуре удалось обнаружить в образцах почвы несколько тысяч новых штаммов бактерий, на полусотне из которых исследователь сосредоточил свое дальнейшее внимание. Уильям Кэмпбелл, ирландский паразитолог, работавший в США, присоединился к исследованиям Омуры.
Исследователям удалось обнаружить штамм бактерии, вырабатываемый которой антибиотик действовал особенно эффективно против паразитов, поражающих как домашних животных, так и человека.
Биоактивный агент получил название Avermectin, а чуть позже из него было выделено более эффективное средство — Ivermectin. Этот препарат был испытан на людях и доказал свою эффективность в уничтожении личинок паразитических червей, а первые публикации, посвященные разработке, появились еще в 1979 году в журнале Antimicrobial Agents and Chemotherapy.
Традиционная медицина помогла в борьбе с малярией
Юю Ту стала первой китаянкой, которая удостоилась Нобелевской премии по медицине, а также 12-й женщиной, получившей эту премию.
Интересно, что мужем Юю Ту был ее одноклассник — обыкновенный работник фабрики.
Сергей Недоспасов, член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией молекулярных механизмов иммунитета ИМБ им. Энгельгардта, а также заведующий кафедрой иммунологии биологического факультета и отделом молекулярной иммунологии в Институте физико-химической биологии им. Белозерского МГУ им. Ломоносова комментирует итоги вручения премии следующим образом:
Но не надо забывать, что за эту премию голосуют медики, только часть которых занимаются проблемами фундаментальной науки. Конечно, лечение от глистов — огромная медицинская проблема. Малярия, которая продолжает уносить миллионы жизней, — еще одна огромная проблема. И лауреаты внесли важный вклад в разработку эффективных лекарств, основанных на природных веществах. За этим стояла наука, их заслуг никто не умаляет.
Однако, если посмотреть на Нобелевские премии в этой номинации последних 20 лет, то все они (за исключением, пожалуй, одной) присуждались за фундаментальные открытия в области или биологии, или физиологии, или медицины. Даже неоднозначно воспринятая премия 2005 года про то, что язвенная болезнь вызывается конкретным видом бактерии, дана за фундаментальное открытие, хотя и с очевидными медицинскими приложениями. Короче, высокого полета в премии 2015 года я не увидел. Но, оговорюсь, я — не врач.
Вместе с тем, надежда дожить до Нобелевской премии российским ученым (в том числе и работающим за рубежом — вспомним великого Мечникова) еще не угасла. В этом году к Руслану Меджитову в списке возможных будущих кандидатов добавился и Александр Руденский (хотя компания Thomson, к сожалению, промахнулась в своих предсказаниях). Многократно номинировался и Алексей Оловников.
Thomson Reuters не угадали
Никто из нынешних лауреатов не входил в список Thomson Reuters ни в этом году, ни в предыдущие.
Размер Нобелевской премии в 2015 году составляет 8 млн шведских крон ($960 тыс.).
Первая нобелевская премия 2015 года вручена за разработку новых методов лечения от малярии и глистов. Китайский биохимик Ту Юю создала новое лекарство, используя экстракт полыни, американец Уильям Кэмпбелл и японец Сатоси Омура применили бактерии, живущие в почве.
Фото: Reuters / Fredrik Sandberg / TT News Agency
Японский исследователь Юю Ту
Фото: Reuters / Stringer
Японский ученый Сатоси Омура
Фото: Reuters / Kyodo
Фото: Reuters / Fredrik Sandberg / TT News Agency
Японский исследователь Юю Ту
Фото: Reuters / Stringer
Японский ученый Сатоси Омура
Фото: Reuters / Kyodo
Сегодня были объявлены лауреаты Нобелевской премии 2015 года по медицине и физиологии. Половина премии (порядка $465 тыс.) присуждена Уильяму Кэмпбеллу и Сатоси Омуре за открытия новых методов лечения инфекций, вызываемых аскаридами (глистами). Вторая половина суммы — Юю Ту за ее открытия в области новых методов лечения малярии.
За что вручили нобелевскую премию по медицине в 2014 году
Как сказано на сайте Нобелевского комитета, глисты поражают треть населения Земли, но больше всего они распространены в Африке на территориях южнее Сахары, Южной Азии и Центральной и Южной Америке. Они вызывают речную слепоту (онхоцеркоз) и лимфатический филяриатоз. Первое заболевание приводит к слепоте из-за хронического воспаления роговицы, второе (им страдает более 100 млн человек) ведет к продолжающимся всю жизнь стигматизирующим и вызывающим инвалидность симптомам, включая элефантиаз (слоновья болезнь, лимфедема) и водянке мошонки. Малярия, в свою очередь, передается комарами: болезнь вызывается одноклеточными паразитами, которые внедряются в красные кровяные тельца, вызывая лихорадку, а в тяжелых случаях поражение мозга и смерть. Каждый год это заболевание уносит более 450 тыс. жизней.
Малярия традиционно лечилась хлорохином или хинином, однако успех лечения постоянно снижался, сказано в презентации комитета. К концу 1960-х годов усилия по искоренению малярии провалились и болезнь начала снова распространяться. Китайская исследовательница Ту Юю обратилась к традиционному траволечению для развития новых способов борьбы с малярией. Из большого списка лекарственных трав, используемых для лечения животных, она использовала экстракт однолетней полыни (Artemisia annua). Из него она впоследствии выделила активный компонент, который был назван Aremisinin. Он стал новым классом веществ, быстро убивающих паразитов малярии на ранней стадии развития. Это позволило значительно сократить смертность при заболевании малярией, подчеркнули в комитете.
Кто получил Нобеля по медицине в 2013 году
В свою очередь, японский микробиолог Сатоси Омура изучал группу бактерий Stretomyces, живущих в почве и известных тем, что выделяют множество веществ с антибактериальными свойствами. Господин Омура выделил новые штаммы этих бактерий и успешно культивировал их у себя в лаборатории. Из многих тысяч различных культур он выбрал 50 наиболее перспективных для дальнейшего анализа их влияния на вредоносные микроорганизмы. Полученные культуры, в свою очередь, изучил американский эксперт в области паразитарной биологии Уильям Кэмпбелл. Он показал, что компонент одной из культур очень эффективен против паразитов домашних животных и домашнего скота. Биоактивное вещество было очищено и получило название Avermectin (впоследствии преобразовано в еще более эффективный Ivermectin). Позднее лекарство проверили на людях: оказалось, что средство эффективно уничтожает личинки паразитов. Сегодня это лекарство уже используется по всему миру. При использовании в комбинационной терапии вещество сокращает смертность на 20% в целом и на 30% у детей. Для Африки это означает спасение 100 тыс. жизней ежегодно.
За что нобелевскую премию по медицине мог получить ученый из России
Объявлением лауреата премии по физиологии и медицине началась в понедельник в Стокгольме ежегодная Нобелевская неделя.
Нобелевский комитет заявил, что в этой номинации премии за 2016 год удостоен Есинори Осуми из Токийского технологического института за открытие механизма аутофагии — процесса деградации и переработки внутриклеточного мусора.
В середине 50-х годов ученые открыли новый клеточный компонент, содержавший ферменты, которые переваривали белки, жиры и углеводы. Компонент назвали лизосомой.
Ее функцией оказалась утилизация клеточного содержимого.
Дальнейшее изучение лизосом показало, что части клеток попадают в них с помощью специальных пузырьков. Процесс переноса ненужного клеточного содержимого в лизосомы назвали аутофагией, а пузырьки – аутофагосомами. Из-за сложностей в изучении о феномене было мало что известно, пока начале 1990 годов японский исследователь Есинори Осуми не провел ряд блестящих экспериментов с пекарскими дрожжами и выявил ответственные за аутофагию гены.
Далее он продолжил изучать механизмы аутофагии и доказал, что подобные процессы протекают и в клетках человеческого организма.
Открытия Осуми привели к формированию новой парадигмы нашего понимания того, как клетки перерабатывают свое содержимое. Его труды помогли осознать важность аутофагии во многих физиологических процессах — от адаптации к голоду до иммунного ответа. Мутации в ассоциированных с аутофагией генах могут вызывать болезни, а сам процесс аутофагии связан с некоторыми заболеваниями, включая рак и неврологические болезни.
Кроме того, клетки используют аутофагию, чтобы избавляться от поврежденных белков и органелл, что играет основную роль в противодействии негативным последствиям старения. Нарушения в механизме аутофагии связывают
с болезнью Паркинсона, сахарным диабетом 2-го типа и другими заболеваниями, которые появляются у пожилых людей.
«Осуми известен в научном мире, свои ключевые работы он делал с 1992 года. Главное его достижение – открытие генов аутофагии, которые вовлечены в этот процесс у дрожжей. Затем другие ученые присутпили к изучению этих генов у млекопитающих и у человека. Оказалось, что это очень консервативная группа генов, которая включает порядка 30 генов, которые сохранились в ходе эволюции и выполняют исходные функции, и профессор Осуми был фактически родоначальником этой области, — пояснил Валерий Поспелов. В 1974 году профессор Кристиан де Дюв получил Нобелевскую премию за открытие лизосом.
Суть аутофагии в том, что различные органеллы клеток, подлежащие деградации, помещаются в структуры аутофагосомы, которые сливаются с лизосомами, образуя аутофаголизосому, где специальные ферменты участвуют в деградации белков.
Премия по химии присуждена за открытие редактирования кода жизни
Французский микробиолог Эмманюэль Шарпантье и американский биохимик Дженнифер Дудна (на экране)
Французский микробиолог Эмманюэль Шарпантье и американский биохимик Дженнифер Дудна (на экране)
Французский микробиолог Эммануэль Шарпантье
Фото: Reuters / Fabrizio Bensch
Американский биохимик Джениффер Дудна
Французский микробиолог Эммануэль Шарпантье
Фото: Reuters / Fabrizio Bensch
Американский биохимик Джениффер Дудна
Напомним, что в 2019 году лауреатами Нобелевской премии по химии стали американец Джон Гуденоф, японец Акира Есино и британец Стэнли Уиттинхэм, которые разработали литий-ионные батареи, способные в том числе питать электромобили и смартфоны и совершившие революцию в области портативной электроники.
Господин Манухов отметил, что система CRISPR/Cas9 — не первая подобная система, однако предыдущие разрезали только короткую последовательность ДНК или сразу на нескольких участках.
Нобелевскую премию по физике вручили за изучение черных дыр
Отметим, что компания Clarivate Analytics, обладающая одной из крупнейших баз научных статей — Web of Science, в сентябре называла главными претендентами на Нобелевскую премию по химии ученых Хен Тэ Хвана, Кристофера Мюррея и Маунги Бавенди. Они разработали нанокристаллы, которые в том числе можно применять как контрастное вещество во время МРТ. Также в Clarivate Analytics предполагали, что Нобелевку по химии в 2020 году могли бы взять Стивен Бухвальд из Массачусетского технологического института и Джон Хартвиг из Калифорнийского университета. Портал N+1 объяснял суть их открытия как попытку связать атомы азота и углерода.
Читайте также: