Нобелевская премия по медицине за 2018 год присуждена Джеймсу Эллисону и Тасуку Хондзе, разработавшим новый метод иммунотерапии рака, сообщил Нобелевский комитет при Каролинском медицинском институте.

Хондзё — японский ученый-иммунолог. Его научная работа была отмечена рядом наград, в том числе премией Роберта Коха, премией Вильяма Коли и императорской премией Японской академии наук.

Элиссон —  американский специалист по иммунотерапии рака, профессор онкологического центра Техасского университета. Он написал более 250 статей, опубликованных в ведущих научных журналах, и получил ряд престижных премий.

"Основополагающие открытия двух лауреатов являются важной вехой в нашей борьбе против рака", — отметили в Нобелевском комитете.

Одна из самых главных проблем в онкологии — то, что злокачественные опухоли в большинстве случаев не распознаются иммунной системой. В 1992 году Хондзе обнаружил на поверхности Т-лимфоцитов (клеток иммунной системы) молекулу белка PD-1, который раковые клетки "ухитряются" блокировать, становясь "невидимыми" для иммунных клеток. Позже были разработаны лекарственные антитела, блокирующие способность раковых клеток "выключать" PD-1, и тем самым возвращающие организму возможность распознавать и уничтожать злокачественные опухоли.

В 1995 году Эллисон впервые обнаружил Т-лимфоциты (CTLA-4), выступающие в качестве ингибитора (подавляющего элемента) для Т-клеток. В следующем году команда ученых под руководством Эллисона разработала антитела, которые блокируют активность Т-лимфоцитов. Таким образом, с помощью нового лекарства ученым удалось подавить несколько видов рака у мышей.

Церемония награждения лауреатов пройдет по традиции 10 декабря, в день кончины основателя Нобелевских премий — шведского предпринимателя и изобретателя Альфреда Нобеля (1833–1896). Четыре из пяти завещанных им премий обычно вручаются в Стокгольме. Премия мира, согласно воле ее основателя, вручается в Осло, также 10 декабря.

Сумма каждой из Нобелевских премий в 2018 году составляет девять миллионов шведских крон (около 940 тысяч долларов).

Нобелевская неделя-2018

***

Нобелевка за иммунитет без тормозов: кому и за что присудили Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2018 года

Как «тормоз» иммунитета, которым хотели лечить аутоиммунные нарушения, оказался палкой о двух концах и теперь помогает бороться с раком, почему будущее за терапией контрольных точек и как сплелись судьбы американского и японского иммунологов, ищущих способы управления T-клетками, Indicator.Ru рассказывает в материале о свежей Нобелевской премии 2018 года.

«Нобелевки» и онкология

Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 2018 году присудили Джеймсу Эллисону и Тасуку Хондзе с формулировкой «за открытие терапии рака при помощи подавления негативной иммунной регуляции». Джеймс Эллисон изучал CTLA-4, белок-«тормоз» в иммунной системе, выделение которого позволяет «натравить» иммунные клетки на опухоль. Это помогло развить новые подходы к терапии онкологических заболеваний. Тасуку Хондзе открыл белок PD-1, который тоже может работать как «тормоз», но по другому механизму.

Это далеко не первая онкологическая «Нобелевка»: в 1966 году Чарльз Брентон Хаггинс получил эту награду за гормональную терапию рака простаты, химиотерапия была отмечена премией в 1988 году (тогда ей наградили Гертруду Элайон и Джорджа Хитчинса), а в 1990-м Эдвард Донналл Томас и Джозеф Мюррей были награждены за трансплантацию костного мозга.

Онкологические заболевания превосходят множество патологий своим разнообразием и коварством. Количество типов и разновидностей рака поражает воображение, и даже для больных одной разновидностью велико значение индивидуальных различий. В результате лекарства, подходящие одному пациенту, не помогают или даже вредят другому. Ключ к решению проблемы индивидуального и персонифицированного подхода, возможно, лежит в иммунологических исследованиях. Кто, как не собственная иммунная стража организма, лучше всего поможет избавиться от нарушителей общественного порядка?

Кто научился «рулить» иммунитетом

Неудивительно, что иммуноонкология сегодня так бурно развивается, и терапия, основанная на подавлении иммунных контрольных точек, совершила настоящую революцию в лечении рака. Этот подход нацелен на регуляторные пути Т-клеток и помогает вызвать иммунный ответ организма. Благодаря ему немало пациентов почувствовали долгосрочную ремиссию и прожили целые годы, пока болезнь не напомнила о себе. И вот сегодня благодаря Нобелевскому комитету мы чествуем двух звезд иммунологических исследований, которые сделали это возможным.

5fcce2a8e500a9c401fec0339e53cd8204223bc7 

Тасуку Хондзе

Wikimedia Commons

Тасуку Хондзе (Tasuku Honjo) родился в Киото в 1942 году, окончил местный университет, а затем уехал заниматься эмбриологией в Институт Карнеги в Вашингтоне (США). После этого он вернулся на родину и стал профессором университетов Токио и Осаки.

A574a92a0b261c6d29624a8ff4fce8748cece8ea 

Каждое антитело связывается со специфическим антигеном, как ключ подходит к замку. Маленькие полоски по краям — это легкие цепи антитела, большие линии в центре — тяжелые цепи

Fvasconcellos/Wikimedia Commons

Основные свои открытия Хондзе совершил в области иммунологии, например, именно он сформулировал концепцию переключения классов иммуноглобулинов — биологического механизма, по которому B-лимфоциты переключаются с производства одного типа антител (иммуноглобулинов) на другой. При этом у антител не изменяется часть, нацеленная на конкретный антиген (они будут метить того же «врага»), но меняется тяжелая цепь, определяющая тип антитела. Самое его громкое открытие, принесшее ему престижнейшую научную награду, — это все-таки белок PD-1.

Джеймс Эллисон — американский иммунолог, родившийся в 1948 году в Техасе. Джеймс вспоминает, что продолжать научную карьеру его вдохновил учитель математики в восьмом классе (посмотрим, поблагодарит ли Эллисон своего наставника в Нобелевской речи).

87231c59e2c0adaf9b6b518e6a10512912328832 

Джеймс Эллисон

Gerbil/Wikimedia Commons

Высшее образование будущий ученый получил в Техасском университете, а затем работал в Мемориальном онкологическом центре имени Слоуна — Кеттеринга в Нью-Йорке, в Медицинском институте Говарда Хьюза и в Калифорнийском университете в Беркли, где он стал профессором иммунологии и возглавил лабораторию. Там он и сделал свое важнейшее открытие.

Моя оборона

Ключевое умение клеток иммунной системы — способность отличать «своих» от «чужих». Оно нужно иммунным клеткам для того, чтобы изгонять захватчиков (вирусы, бактерии, паразитов), а также атаковать собственные клетки, «слетевшие с катушек» генетической программы и сделавшие выбор в пользу эгоизма по отношению ко всему организму.

Подтип белых кровяных клеток, T-клетки, — это передовой форпост иммунной обороны организма. На поверхности этих бравых бойцов есть рецепторы, которые позволяют им распознавать родные и чужие кусочки белков и оповещать о том, когда нужно запускать иммунный ответ. Но есть и белки, которые усиливают или, наоборот, усыпляют бдительность T-клеток, позволяя бойцам иммунитета не давать спуска врагам, а также не бросаться с дубинками на мирное население (а это уже вызывает аутоиммунные заболевания).

558c7ebdb5ea5d2d3f1dd1cad987002b79f4320b 

Изображение Т-клетки человека, сделанное при помощий сканирующего электронного микроскопа

NIAID/NIH/Wikimedia Commons

1980-е годы привнесли много нового в понимание адаптивного иммунного ответа. За это десятилетие был открыт TCR — T-клеточный рецептор, который реагирует на белки, что преподносят ему антиген-презентирующие клетки, выставляя их на MHC (major histocompatibility complex — «главный комплекс гистосовместимости»). Именно так T-клетки распознают чужеродный или «неправильный» белок. Открытие этого механизма, кстати, тоже ознаменовалось Нобелевской премией — получили ее Питер Доэрти и Рольф Зинкернагель.

После клонирования гена интерлейкина-2, важного регулятора T-клеток, ученые многое поняли в механизмах взаимодействия MHC и TCR. Впрочем, как выяснилось, этого взаимодействия было недостаточно для того, чтобы активировать Т-клетки. Это привело науку к пониманию принципа костимуляции, гласящего, что рецепторы на поверхности Т-лимфоцитов действуют совместно с некими корецепторами. Первым среди корецепторов был открыт CD28 — в 1980 году.

Вскоре ученые открыли и молекулу B7, сейчас более известная как CD80, которая экспрессируется на антиген-презентирующей клетке и играет роль в костимуляции. Через некоторое время группа будущего нобелиата Джеймса Эллисона обнаружила, что ген B7, перенесенный в раковые клетки, вызывает их отторжение.

В 1987-м, в том же году, когда был найден ген CD28, в лаборатории Пьера Гольштейна обнаружили другой, похожий белок, который назвали CD152. Ученые не сразу выяснили, чем он занимается в организме, но было ясно, что в юных и не видавших жизни T-клетках он находится внутри, а уже после созревания перемещается на мембрану.

Рождественский подарок Джеймса Эллисона

Перенесемся в 1990 год, в лабораторию Калифорнийского университета в Беркли, в гости к будущему нобелиату. Джеймс Эллисон в то время изучал белок CTLA-4, найденный в T-клетках (полное название белка — cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4, что переводится как «цитотоксический ассоциированный с Т-лимфоцитом белок-4»). Это и есть наш старый знакомый, тот же самый CD152. В то время, обнаружив его «тормозные» функции, медики искали способ побороть аутоиммунные заболевания, стараясь через этот белок сдержать разбушевавшийся иммунитет.

Эллисон решил подойти к проблеме совсем с другой стороны, предложив спускать тормоза, а не давить на них. Он разработал антитело, блокирующее CTLA-4, и в конце 1994 года начал серию экспериментов, изучая, как подавление CTLA-4 влияет на раковые клетки. После рождественских праздников ученый сразу же воспроизвел свой опыт, а затем провел исследования на мышах, чем вскоре привлек внимание фармацевтов. В 2010 году благодаря этому методу удалось победить прогрессирующую меланому — опасный тип рака кожи. У некоторых пациентов исчезли всякие следы опухолей. Сегодня на основе этого метода уже выпускается антитело ипилимумаб, а тремелимумаб находится на стадии испытаний и пока не одобрен клиницистами.

0c9092e4ec487f06988c5c30d6e36bc62e374f8a 

Структура белка CTLA-4

Ramin Herati/Wikimedia Commons

За пару лет до открытия Эллисона Тасуку Хондзе в своей лаборатории в Киотском университете обнаружил белок PD-1 (Programmed cell death protein 1 — «белок программируемой клеточной смерти-1»), который находится на поверхности T-клеток. Первые нокаутные мыши (такие, у которых ген этого белка выключен) почти ничем не отличались от здоровых: немного увеличенная селезенка, неразборчивые, едва заметные симптомы… По мере взросления у мышей развивалось заболевание, похожее на волчанку. Чтобы стало понятно, с чем ученые имеют дело, потребовалось десятилетие, хотя сходство PD-1 и CTLA-4 Хондзе заметил сразу.

Разгадка в хвосте и четвертый столп противоопухолевой терапии

После серии изящных экспериментов Хондзе понял, что ему удалось найти еще один иммунный «тормоз», похожий на CTLA-4, но работающий по другому механизму — через усиление апоптоза (самый известный тип программируемой клеточной гибели) антиген-специфичных T-клеток и остановку апоптоза противовоспалительных T-клеток. PD-1 принадлежал к тому же семейству, что и CD28, CD152 и CD80, хотя по структуре оказался трансмембранным белком: одна часть, представляющая собой рецептор, торчит наружу, другая, как хвост, богатый аминокислотой тирозином, погружена в цитоплазму клетки, где и работает как переключатель.

Эксперименты Тасуку Хондзе на животных проложили путь к клиническому применению PD-1. В 2012 году было зарегистрировано первое лекарство, и сегодня благодаря этой работе многие пациенты, считавшиеся прежде неизлечимыми, в том числе с метастазирующими опухолями, получили шанс на значительное продление жизни. Сегодня на основе этой технологии выпускаются антитела ниволумаб и пембролизумаб, а в разработке находятся пидилизумаб, атезолизумаб и авелумаб.

F645f6ba8ce2bf219535bc1284669ef301cdd252 

Структура белка PD-1

Fvasconcellos/Wikimedia Commons

Из этих двух стратегий ингибирования контрольных точек вариант, когда за контрольную точку берут PD-1, оказался более эффективным, позволив получить положительные и многообещающие результаты в борьбе с меланинами, немелкоклеточным раком легкого, лимфомами и раками почек. Однако будущее, по мнению Нобелевского комитета, за объединением этих подходов. Уже доказано, что против меланомы такое лечение даже более эффективно.

Автор: Екатерина Мищенко

Похожие новости

  • 29/01/2016

    Сибирские медики - лучшие в исследовании сахарного диабета

    ​Сибирский медицинский университет признан лучшим в мире центром клинических исследований по сахарному диабету 2 типа. На международной встрече исследователей «Global Study Symposium» в Риме, вузу был вручен золотой сертификат.
    1349
  • 20/09/2017

    ​Анна Кудрявцева: врачи не до конца понимают, что происходит с клеткой

    ​Анна Кудрявцева - лауреат Премии президента России в области науки и инноваций для молодых ученых. Премия присуждена ей за объяснение специфического метаболизма злокачественных эпителиальных опухолей.
    1248
  • 16/02/2016

    Биологи ТГУ: экстракты "сибирского шиитаке" подавляют рост злокачественных клеток

    Биологи Томского госуниверситета (БИ ТГУ) выявили у растущего в Сибири гриба целебные свойства, сходные со свойствами японского гриба шиитаке; в частности, экстракты "сибирского шиитаке" эффективны против вируса птичьего гриппа и подавляют рост злокачественных клеток, сообщила в понедельник пресс-служба вуза.
    1195
  • 12/02/2018

    Демидовскую премию за 2017 год вручили физику, биохимику и агроному

    Демидовскую премию за 2017 год вручили в пятницу на торжественной церемонии в резиденции губернатора Свердловской области в Екатеринбурге физику Владимиру Фортову, биохимику Владимиру Скулачеву и агроному Геннадию Романенко.
    433
  • 01/12/2016

    На Международной биологической универсиаде студенты НГУ заняли призовые места

    ​Студенты факультета естественных наук Новосибирского государственного университета заняли призовые места на Международной биологической универсиаде. В секции «Экология, биотехнология растений и микроорганизмов» студенты взяли диплом второй степени.
    989
  • 13/02/2018

    Биологи НГУ победили на Студенческом биологическом турнире

    ​В МГУ имени М.В. Ломоносова завершился III Студенческий биологический турнир. Честь НГУ отстаивали две команды, и обе показали достойный результат. Команда «Секрет Дегенерации» заняла первое место, команда «Умственно усталые» – второе.
    660
  • 28/04/2017

    Аспирант ТПУ выиграла одну из 13 стипендий Европейской федерации медицинской химии

    ​​Аспирант Института физики высоких технологий Томского политеха​ Ксения Станкевич выиграла престижную стипендию Европейской федерации медицинской химии. Эта стипендия дает ей право стать участником Европейской школы по медицинской химии, которая этим летом пройдет в Италии.
    1271
  • 13/06/2016

    Алмазы в квартете: лауреаты Госпремии в области науки и технологий за 2015 год

    ​Без преувеличения можно сказать, что выбирая лауреатов, совет по присуждению премий попал в "десятку". Все четыре победителя - это элита не только российской, но и мировой науки. Говоря образно, их портфель полон публикаций в самых престижных научных журналах.
    1474
  • 20/02/2018

    Книга про эксперимент по доместикации лисиц удостоена престижной международной премии

    ​Совместная работа Людмилы Трут (ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН) и американского исследователя Ли Дугаткина была удостоена премии, которую считают аналогом "Оскара" в области научно-популярной литературы.
    570
  • 17/10/2016

    Студенты НГУ - победители Всероссийского БиоТурнира

    ​Студенты факультета естественных наук Новосибирского государственного университета одержали победу на III Всероссийском БиоТурнире — командном соревновании студентов-биологов.  Мероприятие проходило в наукограде Пущино на базе Институтов биофизики клетки и теоретической и экспериментальной биофизики РАН.
    1619