Почти вся история лечения рака — это череда открытий, удостоенных Нобелевской премии. За каждым из них стоял новый подход к диагностике или терапии онкозаболеваний, а дальнейшее развитие технологий на основе этих открытий позволило спасти тысячи и тысячи жизней. Кровь5 — о нобелевских лауреатах, чьи достижения в науке сделали это возможным.

Антуан Анри Беккерель, Мария и Пьер Кюри

1903 год, за открытие самопроизвольной радиоактивности

К концу XIX века уже были открыты рентгеновские лучи, а также известны такие химические элементы, как уран и торий, выделяющие радиацию. Изучение их свойств привело к открытию радиоактивности — феномен первым описал в 1896 году французский физик Беккерель. Исследования в этом направлении вели и супруги Кюри, благодаря чему были открыты радий и полоний, прежде неизвестные элементы, по своей радиоактивности превосходящие уран.

В 1903 году на торжественном ужине в честь защиты Марией докторской диссертации, посвященной радиоактивным веществам, ее супруг Пьер развлекал гостей необычным трюком: он демонстрировал колбу с раствором радия, которая начинала светиться на открытом воздухе. Вообще напряженная работа с радиоактивными элементами и неизбежное при этом получение доз радиации, естественно, не прошли бесследно. Так, в том же году на пятом месяце беременности у Марии случились преждевременные роды, ребенок не выжил.

Супруги продолжали изучение радиоактивных свойств новых элементов. Проводя исследования, Пьер Кюри обнаружил, что даже микроскопическая доза радия постоянно выделяет тепло. Таким образом были открыты свойства атомной энергии.

Чарлз Брентон Хаггинс

1966 год, за открытия, касающиеся гормонального лечения рака предстательной железы

Изначально Хаггинс, американский ученый канадского происхождения, специализировался на урологии, но в 1930-х годах для повышения квалификации перешел в лабораторию Отто Генриха Варбурга, который изучал клеточное дыхание, в том числе в раковой опухоли, и за свои работы получил Нобелевскую премию в 1931-м. Там Хаггинс начал заниматься онкологическими исследованиями, и все же урология оставалась его главным научным интересом. В результате молодой ученый сосредоточился на изучении рака простаты и на том, как влияют на нее гормоны.

Работы в этом направлении Хаггинс вел всю жизнь, он выявил зависимость некоторых типов раковых клеток от гормонального статуса. Это означает, что они по-разному отвечают на лечение. Есть гормонозависимые формы рака, и если удалить эти гормоны, то и онкогенные клетки погибнут. А некоторые формы рака хорошо отвечают на введение больших доз гормонов, которое тормозит рост опухоли.

Джордж Снелл, Жан Доссе, Барух Бенасерраф

1980 год, за открытия, касающиеся генетически определенных структур на клеточной поверхности, регулирующих иммунные реакции

За этой формулировкой стоит открытие группы генов, отвечающих за распознавание чужеродных веществ и определяющих совместимость тканей и органов при трансплантации. Этот набор генов получил название главного комплекса гистосовместимости (Major Histocompatibility Complex, MHC).

Первое описание этой структуры сделал Джордж Снелл. В середине XX века, проводя опыты на мышах, он обнаружил в 17-й хромосоме большую группу генов, отвечающих за развитие иммунного ответа на чужеродный белок.

В это же время Жан Доссе исследовал структуры крови и способы снизить риски при переливании крови для пациентов, чувствительных к этой процедуре. Тогда-то он и обнаружил особые вещества — лейкоцитарные антигены, которые влияли на гистосовместимость, и по этому признаку сгруппировал их.

Костный мозг и Нобель: Как Жан Доссе открыл тканевую совместимость человека

Логически завершил работы в этом направлении Барух Бенасерраф, который на опытах с морскими свинками доказал, что гены МНС не только определяют индивидуальность организма, но и модулируют иммунный ответ.

Джордж Хитчингс, Гертруда Элайон

1988 год, за открытие важных принципов лекарственной терапии

Одной из главных заслуг этих ученых стало создание в 1953 году лекарства против острого лейкоза. До тех пор применяемая терапия обещала продолжительность жизни при этом заболевании лишь три-четыре месяца. Лаборатория Хитчингса изучала возможности затормозить рост опухолевых клеток и постепенно сосредоточилась на исследовании пуринов — органических соединений, которые входят в состав нуклеиновых кислот и других важных биологически активных веществ. Гертруда Элайон, которая прицельно занималась этими соединениями, вскоре обнаружила, что они подавляют рост опухолевых клеток.

Так был открыт 6-меркаптопурин — вещество, которое стало основой лекарства против острого лейкоза. Его действие нацелено на замедление роста опухолевых клеток.

Элайон сделала вклад и в развитие трансплантации почек: вещество, которое она открыла вместе с коллегами, стало основой для иммуносупрессивной терапии при донорской пересадке этих органов.

Эдвард Донналл Томас, Джозеф Мюррей

1990 год, за открытия, касающиеся трансплантации органов и клеток при лечении болезней

Во второй половине ХХ века трансплантология активно развивается, и на первый план выходит проблема отторжения пересаженного органа или ткани.

«Как организм хозяина различает свою ткань и чужую?» — этим вопросом, в частности, задавался хирург Джозеф Мюррей, исследуя возможности пересадки почки.

Эти пересадки открыли новую эру в трансплантологии.

Далее Мюррей изучал возможности использования иммунодепрессантов для предотвращения отторжения органов. Благодаря чему в 1959-м он провел уже неродственную трансплантацию почки, а еще спустя четыре года пересадил почку от умершего донора.

Опыты доктора Дона: как стала возможна неродственная трансплантация костного мозга

В то же время Эдвард Донналл Томас вел работы по неродственной трансплантации костного мозга, используя уже сделанные открытия в области лечения онкозаболеваний, включая химио- и лучевую терапию, а также имея представление о главном комплекс гистосовместимости.

Джон Гердон, Синъя Яманака

2012 год, за работы в области биологии развития и получения индуцированных стволовых клеток

Эти исследования дали начало новому этапу в трансплантологии с акцентом на клеточные технологии и передовые возможности, в том числе клонирования живых организмов.

Примечательно, что Джон Гердон получил Нобелевскую премию за научный эксперимент, который он, будучи аспирантом, провел еще в 1962 году. Эксперимент считается классическим и вошел во все учебники биологии. Его суть заключалась в том, что из яйцеклетки лягушки Гердон «вытащил» ядро и заменил его ядром из кишечных клеток. Несмотря на подмену, из таких яйцеклеток все равно «вылупились» головастики. Таким образом было доказано, что соматическая, зрелая, клетка может быть перепрограммирована в плюрипотентную.

Клетка всемогущая: какие возможности для лечения открывает плюрипотентность

Синъя Яманака в своих работах пошел дальше и сумел произвести подобное превращение, не используя эмбриональные клетки. Буквально перебирая разные гены, он дифференцировал четыре, которые непосредственно были задействованы в этом процессе.

Это значит, что поврежденный орган или ткань можно будет заменить, вырастив новый.

Исследования в этом направлении сегодня считаются наиболее перспективными.

Тасуку Хондзё, Джеймс Эллисон

2018 год, за открытие противораковой терапии методом подавления негативной иммунной регуляции

За последние десятилетия наука значительно продвинулась в понимании, как работает иммунная система, были подробно изучены различные ее компоненты. Оба ученых, независимо друг от друга, в своих лабораториях занимались исследованием механизма иммунного ответа.

Словарь сложностей: какие понятия помогут лучше разобраться в раке крови

Изучая возможность «пригасить» работу иммунной системы и таким образом бороться с аутоиммунным заболеванием, Джеймс Эллисон обнаружил своеобразный «тормоз» иммунной системы: белок CTLA-4 в T-клетках. Серия экспериментов на мышах доказала, что можно активизировать иммунитет на борьбу с опухолью, если подавить «тормозную» функцию этого белка.

В свою очередь Тасуку Хондзё изучал другой белок — PD1, входящий в систему апоптоза, чья активация запускала механизм клеточной смерти Т-лимфоцитов.

Оба эти открытия стали основой для создания противоопухолевых препаратов.