جائزة نوبل للطب تذهب إلى اكتشاف الكيفية التي تشعر بها الخلايا بالأكسجين

ترجمة: د. ليلى الموسوي

مُنِحت جائزة نوبل في الفسيولوجيا أو الطب إلى ويليام كيلين William Kaelin  من جامعة هارفارد Harvard University، وبيتر راتكليف Peter Ratcliffe  من جامعة أكسفورد University of Oxford، وغريغ سيمينزا Gregg Semenza  من جامعة جونز هوبكنز Johns Hopkins University، لاكتشافهم الكيفية التي تشعر بها الخلايا بتوفر الأكسجين وتكيفها مع ذلك.

 واكتشف العلماء الثلاثة المفتاح الجزيئي Molecular switch الذي يتحكم في كيفية استجابة خلايانا لمستويات مختلفة من الأكسجين في المناطق المحيطة. وهذا الأمر لايساعد فقط على تفسير كيفية استجابة الجسم للتغيير، لكن له تطبيقات في علاج مجموعة من الاضطرابات، من فقر الدم إلى النوبة القلبية والسرطان.

تحتاج الخلايا إلى الأكسجين للبقاء على قيد الحياة، لكن ليست لديها إمدادات ثابتة – إذ تختلف المستويات عند الارتفاعات المتباينة، وكذلك أثناء التمارين. وتتعطل إمدادات الأكسجين أيضًا عند انقطاع إمدادات الدم في أمراض مثل السرطان والسكتة الدماغية.

ولفهم كيفية استجابة الخلايا لهذه الاختلافات، فقد درس غريغ سيمينزا الجين الخاص بالإريثروبويتين  Erythropoietin ( اختصارا: الهرمون EPO)، وهو هرمون يُنتِج المزيد من خلايا الدم الحمراء عندما تنخفض مستويات الأكسجين.

ووجد سيمينزا أن الزيادة في الهرمون EPO  كانت بسبب منطقة معينة من الجين. وحدّد بروتينين اثنين يتحكمان بشكل أساسي في كيفية عمل الجين. وأظهر البحث أن أحد هذين البروتينين يستجيب لمستويات الأكسجين – فيكون موجودًا عندما تكون المستويات منخفضة، لكنه يختفي عندما يكون هناك الكثير من الأكسجين حوله.

وحدّد راتكليف وكيلين بروتينًا آخر، يسمى البروتين VHL، مسؤولا عن تدمير بروتين الهرمون EPO عندما تكون مستويات الأكسجين عالية. ومعاً، كشف عمل الفائزين الثلاثة عن المفتاح الجزيئي للاستجابة لمستويات الأكسجين.

ومنذ ذلك الحين، فقد عُثر على ما لا يقل عن 300 جين ينظمها البروتين الأصلي الذي تعرف عليه سيمينزا. ولهذه الجينات أدوار مهمة في الصحة – مثلا يتحكم البعض منها في كيفية تكوين أوعية دموية جديدة، في حين يؤثر البعض الآخر في كيفية تحلل الخلايا للغلوكوز. ومن المعروف أن هذه الجينات مهمة في تطور الأجنة وعمل الجهاز المناعي.

والمفتاح الجزيئي مهم أيضًا في فهم وعلاج الاضطرابات التي تؤدي إلى انخفاض مستويات الأكسجين، مثل فقد الدم، وأمراض مثل السكتة الدماغية، والنوبات القلبية والسرطان، والتي قد تحول دون وصول أكسجين الدم إلى الخلايا.

وقالت لجنة جائزة نوبل إن عمل سيمينزا وراتكليف وكيلين يغير بالفعل الطريقة التي يُمارس بها الطب – فهناك دواء طُوِّر بناء على عملهم ويُستخدَم بالفعل لعلاج بعض أنواع السرطان. ذلك لأن لدى أورام السرطان مستويات مرتفعة من البروتين الذي اكتشفه سيمينزا استجابة منها للمستويات المنخفضة من الأكسجين. والأدوية التي تمنع تخليق البروتين قد تساعد على قتل الورم.

© Copyright New Scientist Ltd