نوبل پزشکی ۲۰۱۹ به چه کسانی رسید؟

مجله علمی ایلیاد - کمیته‌ی نوبل امسال تصمیم گرفت تا جایزه‌ی نوبل پزشکی را مشترکاً به «ویلیام کایلین»، «پیتر رتکلیف» و «گریگ سمنزا» برای اکتشافات آن‌ها درباره‌ی نحوه‌ی حس کردن و سازگار شدن سلول‌ها به مقدار اکسیژن موجود اهدا کند. حیوانات برای تبدیل غذا به انرژی نیازمند اکسیژن هستند. قرن‌ها است که اهمیت اکسیژن درک شده است، ولی اینکه سلول‌ها چگونه خود را با سطح اکسیژن موجود سازگار می‌کنند ناشناخته مانده بود. ویلیام، پیتر و گریگ نحوه‌ی حس کردن اکسیژن توسط سلول‌ها و همچنین سازگاری با سطوح مختلف آن‌را کشف کردند. آن‌ها مکانیسم مولکولی تنظیم‌کننده‌ی فعالیت ژن‌ها در برابر سطوح مختلف اکسیژن را شناسایی کردند. این کشف راه را برای پیدا کردن استراتژی‌های جدید برای مقابله با کم‌خونی، سرطان و بسیاری از دیگر بیماری‌ها هموار کرده است.

میتوکندری همه‌ی سلول‌های بدن حیوانات از اکسیژن استفاده می‌کند و غذا را به انرژی تبدیل می‌کند. «اوتو واربرگ» برنده‌ی نوبل پزشکی در سال ۱۹۳۱ کشف کرد که این تبدیل یک فرآیند آنزیمی است. در حین تکامل، مکانیسم‌های مختلفی برای رساندن اکسیژن کافی به بافت‌ها و سلول‌ها توسعه یافته است. در اطراف شریان اصلی خون موجود در گردن سلول‌های خاصی وجود دارند که میزان اکسیژن خون را اندازه‌گیری می‌کنند. این سلول‌ها در بافت کاروتید قرار دارند. در سال ۱۹۳۸ جایزه‌ی نوبل به «کورنیل هیمنز» اهدا شد، زیرا وی کشف کرده بود که اندازه‌گیری میزان اکسیژن خون توسط سلول‌های کاروتید از طریق ایجاد ارتباط با مغز، تنفس ما را کنترل می‌کند.

بجز کاروتید که ما را در برابر کمبود اکسیژن سازگار می‌کند، افزایش هورمون «EPO» نیز این کار را انجام می‌دهد. با افزایش این هورمون تولید سلول‌های قرمز خونی افزایش می‌یابد. اهمیت کار این هورمون در اوایل قرن بیستم کشف شده بود، ولی اینکه خود این فرآیند چگونه با میزان وجود اکسیژن کنترل می‌شود به صورت راز باقی مانده بود.

گریگ سمنزا، ژن EPO و نحوه‌ی تنظیم شدن آن با تغییر سطح اکسیژن را مطالعه کرده بود. وی از موش اصلاح شده‌ی ژنتیکی استفاده کرد و دریافت که بخشی از دی‌ان‌ای که در کنار ژن EPO قرار دارد، مسئول پاسخ به کمبود اکسیژن است. پیتر نیز این ژن را بررسی کرده بود و در هر دو مطالعه مشخص شد که مکانیسم اندازه‌گیری میزان اکسیژن در همه‌ی بافت‌ها وجود دارد و فقط در سلول‌های کلیه که EPO تولید می‌شود این کار صورت نمی‌گیرد. سمنزا یافته‌های کلیدی خود در این زمینه را در سال ۱۹۹۵ به چاپ رسانده بود. در همین سال‌ها محقق سرطان ویلیام کایلین نیز در حال مطالعه بر روی عملکرد تنظیمی ژن EPO‌ بود. ترکیب این مطالعات باعث شده است تا اکنون ما بدانیم چگونه سطوح مختلف اکسیژن باعث تنظیم فرآیندهای پایه‌ای بدن می‌شود. اکنون ما می‌دانیم که اندازه‌گیری اکسیژن توسط سلول‌ها باعث می‌شود که آن‌ها سوخت و ساز خود را با سطوح پایین اکسیژن هماهنگ کنند.