Основополагающие открытия лауреатов этого года в области физиологии и медицины объяснили, как тепло, холод и прикосновения могут инициировать сигналы в нашей нервной системе. Выявленные ионные каналы важны для многих физиологических процессов и болезненных состояний. Эти знания используются для разработки методов лечения ряда болезненных состояний, включая хроническую боль.
«Наша способность ощущать тепло, холод и прикосновения необходима для выживания и лежит в основе нашего взаимодействия с окружающим миром, – говорится в заявлении Нобелевского комитета. – В повседневной жизни мы воспринимаем эти ощущения как должное, но как возбуждаются нервные импульсы, чтобы можно было почувствовать температуру и давление? Этот вопрос решили лауреаты Нобелевской премии этого года».
Американский ученый Дэвид Джулиус, чьи труды в основном посвящены физиологии, получил известность как исследователь ноцицепции (возникновение ощущений боли и тепла). В своих исследованиях 65-летний профессор Калифорнийского университета Джулиус использовал капсаицин (острое соединение перца чили, которое вызывает ощущение жжения), чтобы определить датчики в нервных окончаниях кожи, которые реагируют на тепло.
Несмотря на то что Джулиан Дэвис родился в Нью-Йорке на Брайтон-Бич, у него есть корни, связующие его с нашей страной: его предки были еврейскими эмигрантами, бежавшими из царской России.
Его товарищ по премии Ардем Патапутян использовал чувствительные к давлению клетки, чтобы открыть новый класс датчиков, которые реагируют на механические раздражители в коже и внутренних органах.
Несмотря на то что Ардем Патапутян назван американским ученым, он имеет армянское происхождение, а родился в 1967 году в ливанской столице. Он учился в Американском университете Бейрута, а в 1986 году перебрался в США, где получил степень бакалавра в Калифорнийском университете в Сан-Франциско, а затем и докторскую степень. В 2000 году он стал доцентом Исследовательского института Скриппса. С 2014 года работал исследователем в Медицинском институте Говарда Хьюза.
Прорывные открытия Дэвида Джулиуса и Ардема Патапутяна, как говорится в заявлении Нобелевского комитета, «положили начало интенсивной исследовательской деятельности, ведущей к быстрому расширению нашего понимания того, как наша нервная система воспринимает тепло, холод и механические раздражители. Лауреаты выявили важные недостающие звенья в нашем понимании сложного взаимодействия между нашими чувствами и окружающей средой».
В прошлом году Нобелевскую премию в области медицины и физиологии получили трое ученых: американцы Харви Джеймс Алтер и Майкл Хоутон, а также британский вирусолог Чарльз М. Райс за их открытия в области изучения вируса гепатита С.
Прогнозы: пандемия и гендерное равенство
Традиционно в СМИ и специализирующихся на науке интернет-ресурсах высказываются прогнозы, кто же станет лауреатом самой престижной премии.
Учитывая пандемийный контекст, многие предполагали, что было бы логично ожидать награждения тех ученых, которые внесли вклад в разработку вакцин против коронавируса. Говоря об этом, американский канал CNN напомнил, что часто рассматриваемые как «предшественники» нобелевской награды Премия Ласкера и «Премия за прорыв» (Breakthrough Prize – награда, основанная Сергеем Брином, Присциллой Чан и Марком Цукербергом), были присуждены в 2021 году тем ученым, чья работа имела решающее значение для разработки вакцины против COVID-19.
Премию Ласкера присудили старшему вице-президенту базирующейся в Германии компании BioNTech Каталин Карико и профессору исследования вакцин в Университете Пенсильвании Дрю Вайсману – за разработку метода использования синтетического РНК-мессенджера для борьбы с вирусами.
Хотя впервые опубликованная в 2005 году статья этих ученых не получила в свое время особого внимания, сейчас она служит основой двух широко используемых вакцин против COVID-19. Вакцины с мРНК, разработанные компаниями Moderna и Pfizer/BioNTech, произвели революцию в борьбе с вирусом. Они быстро производятся и очень эффективны, отмечает Reuters.
Для разработки традиционных вакцин, которые вводят ослабленный или мертвый вирус для стимуляции иммунной системы организма, может потребоваться десятилетие или более. Вакцина же на основе мРНК от компании Moderna прошла путь от секвенирования генов до первой инъекции человеку за 63 дня. Матричная рибонуклеиновая кислота (мРНК) передает сигналы от ДНК организма к его клеткам, сообщая им, что они должны производить белки, необходимые для критических функций, таких как координация биологических процессов, включая пищеварение или борьбу с болезнями.
В новых вакцинах используется мРНК, полученная в лаборатории, чтобы инструктировать клетки производить белки-шипы коронавируса, которые побуждают иммунную систему к действию без репликации, как настоящий вирус.
МРНК была открыта в 1961 году, но ученым потребовались десятилетия, чтобы избавить технику мРНК от таких проблем, как нестабильность и воспалительные состояния. Теперь разработчики надеются, что в будущем ее можно будет использовать для лечения как рака, так и ВИЧ (вируса иммунодефицита человека).
Так что Каталин Карико и Дрю Вайсман в ряде источников возглавляли список фаворитов премии-2021. При этом в экспертной среде шли споры о том, кто именно заслуживает похвалы за разработку этой технологии, поскольку исследования мРНК начались еще в 1980-х годах и включали различные группы ученых со всего мира, отмечает CNN.
В то же время Дэвид Пендлбери – старший аналитик Института научной информации исследовательской компании Clarivate, который делает нобелевские прогнозы, исходя из того, насколько часто коллеги цитируют ключевые статьи тех или иных ученых, считает, что науке, стоящей за вакцинами против COVID-19, еще слишком рано получить нобелевское признание. По его мнению, Нобелевский комитет по своей природе консервативен и обычно ждет не менее десяти лет (если не несколько десятилетий), прежде чем впустить кого-то в свой эксклюзивный клуб.
Как показало решение Нобелевского комитета в этом году, так и получилось.
Но, как отмечало в преддверии объявления лауреатов-2021 агентство Reuters, некоторые ученые уверены, что награждение людей, чьи труды помогли созданию прививок от коронавируса, всего лишь вопрос времени: работа, направленная на разработку вакцин, в любом случае получит награду в ближайшие годы.
«Этот метод рано или поздно получит премию, в этом я уверен, – заявлял профессор кафедры лабораторной медицины Каролинского института в Швеции Али Миразами. – Вопрос в том, когда».
Пока же Дэвид Пендлбери выступил с предположением, что в этом году лауреатом мог бы стать французско-австралийский исследователь Жак Миллер, открытие которого об организации и функционировании иммунной системы человека в 1960-х годах (в частности, В-лимфоцитов и Т-лимфоцитов) лежит в основе исследований вакцин.
На «Нобеля» могли бы претендовать отмеченные в этом году премией Breakthrough Prize ученые Шанкар Баласубраманиан, Дэвид Кленерман и Паскаль Майер – за их работу над технологиями секвенирования ДНК следующего поколения, рассказывает CNN. До их изобретения повторное секвенирование полного генома человека могло занимать много месяцев и стоить миллионы долларов. Сегодня это можно сделать за 24 часа по цене около 600 долларов, сообщает фонд Breakthrough Prize Foundation. Это изменило многие области знания, включая биологию, экологию, палеоархеологию, судебную экспертизу и персонализированную медицину.
По состоянию на прошлый год лишь двенадцать женщин были удостоены Нобелевской премии в этой номинации (из них только Барбара Макклинток стала в 1983 году «за ее открытие мобильных генетических элементов» единоличной обладательницей премии, не разделив ее с другими лауреатами). В последний раз лауреаткой стала Ту Юю из Китая – в 2015 году ее наградили «за открытия, касающиеся нового метода лечения малярии».
«Нобелевская премия обычно присуждается людям, которые сделали открытия двадцать, тридцать, сорок лет назад. В 80-х и 90-х годах в университетах было не так много женщин на тот момент на руководящих должностях - руководителей отделов, руководителей в своей области», – комментирует ситуацию Дэвид Пендлбери.
Между тем в околонобелевских кругах в последние годы ведутся разговоры о необходимости большего разнообразия лауреатов (в том числе и гендерного).
В этой связи, говоря о прогнозах на 2021 год, канал CNN упомянул нескольких женщин-ученых, достойных награды. Например, американка Мэри-Клэр Кинг, которая обнаружила мутации гена восприимчивости к раку молочной железы и их связь с риском рака груди в 1990 году, подтвердив наследственный риск рака.
Также высказывалось предположение, что в этом году премии достойна американская врач и исследователь Мэрилин Хьюз Гастон за ее новаторскую работу по серповидно-клеточной анемии, наследственному заболеванию, при котором организм не может производить нормальный гемоглобин.
Но и ожидания, что нобелевского полку женщин прибавится, пока не оправдались.
Как это происходит: нужно терпение
Лауреатов самой престижной премии по медицине определяет состоящая из пятидесяти профессоров Нобелевская ассамблея Каролинского университета (Стокгольм). Каждый год Нобелевский комитет рассылает запрос на номинацию широкому научному сообществу. Члены Нобелевской ассамблеи Каролинского университета ищут номинаторов для выдвижения от одного до трех человек, сделавших открытие в физиологии или медицине. При этом не допускается самовыдвижения. То есть никакой ученый не может номинировать сам себя, но члены научных сообществ, деканы медицинских школ, лауреаты Нобелевской премии и другие деятели науки, получившие запрос от ассамблеи, могут выдвинуть кандидатуру.
Как рассказывает сайту nobelprize.org американско-шведская биолог Джулин Зират, профессор физиологии Каролинского института и член Нобелевской ассамблеи, критерии отбора лауреата премии очень узкие: «Мы ищем открытие, которое либо открыло бы двери и помогло нам взглянуть на проблему по-новому, либо открытие, изменившее наше представление о проблеме, – это смена парадигмы. Высота этого открытия действительно должна быть довольно большой. Оно не может быть изобретением или улучшением. Это должно быть именно открытие, оно должно быть значительным и приносить пользу человечеству. В органах, присуждающих научные премии, истолковывается так, что фундаментальные открытия, глубоко расширяющие горизонт человеческих знаний, всегда приносят пользу человечеству. Очень часто эти фундаментальные открытия становятся более полезными для человечества через много лет после присуждения награды, но в то время, когда мы принимаем решения, непосредственная практическая польза иногда остается неясной».
В соответствии с правилами, установленными шведским промышленником Альфредом Нобелем в 1895 году, задача Нобелевской отборочной комиссии усложняется тем, что премией могут быть отмечены не более трех человек, тогда как следует учитывать совместный характер многих научных исследований.
За период с 1901 до 2020 года нобелевская премия за достижения в области физиологии и медицины присуждалась 111 раз – и примерно в трети случаев нобелевскую награду присуждали только одному лауреату (так было 39 раз). И приблизительно по трети пришлось на случаи, когда награждали двух (33 раза) и трех (39 раз) ученых. Всего медицинского «Нобеля» присудили за это время 222 ученым.
По словам Джулин Зират, большая часть работы «жюри» проходит «очень, очень скрытно»: «Мы работаем в большом помещении, у нас по всему помещению занавески, и мы встречаемся конфиденциально. Назначенные лица не знают, что они выдвинуты, и мы ежегодно рассылаем запросы на оценку кандидатов. Оценщики не должны сообщать, что они пишут для нас отчеты. К тому времени, когда мы приходим к решению, это оказывается большим сюрпризом для тех людей, которые были отобраны для получения Нобелевской премии в том или ином году».
Помимо самой премии в сумме, эквивалентной 9 млн шведских крон, лауреаты получают диплом и Нобелевскую медаль. Дизайн медали в области физиологии и медицины разработал шведский скульптор и гравер Эрик Линдберг. На ней изображен гений медицины, держащий на коленях открытую книги и собирающий текущую из камня воду, чтобы смочить горлом больной девушки.
Самым юным лауреатом в области медицины по-прежнему считается Фредерик Бантинг, которому ко времени присуждения ему за открытие инсулина премии в 1932 году было лишь 32 года. А самым пожилым нобелевцем в этой номинации считается американский ученый Пейтон Роус: он стал лауреатом в 87-летнем возрасте в 1966 г. за открытие онкогенных вирусов. Средний же возраст награжденных составляет 58 лет.
Член Нобелевской ассамблеи Каролинского университета Джулин Зират, говоря об отсутствии возрастных ограничений для награждения премией, отмечает: «Критерий состоит в том, что вы должны сделать открытие. Вы можете сделать это открытие на очень раннем этапе своей исследовательской карьеры, или сделать это открытие на очень позднем этапе своей исследовательской карьеры. Я бы сказала, что часто требуется много лет, прежде чем специалисты в этой области осознают, что сделанное вами открытие является выдающимся достижением, которое следует рассматривать для присуждения Нобелевской премии. Так что иногда нужно набраться терпения».
