Νόμπελ Ιατρικής 2013. Τι είναι το κυτταρικό σύστημα μεταφοράς και ποια η σημασία του;

της Κλεοπάτρας Ζουμπουρλή, μορ. Βιολόγου, medlabnews.gr

To βραβείο Νόμπελ Ιατρικής και Φυσιολογίας 2013 απονεμήθηκε στους Αμερικανούς Τζέιμς Ρόθμαν (James E. Rothman), Ράντι Σέκμαν (Randy W. Schekman) και   και στον Γερμανό Τόμας Σίντοφ (Thomas C. Südhof) για την έρευνα που διεξήγαγαν σχετικά με το πώς τα κύτταρα οργανώνουν το σύστημα μεταφοράς τους, όπως ανακοίνωσε ο φορέας που δίνει τα βραβεία αυτά. «Μέσω των ανακαλύψεων τους οι Ρόθμαν, Σέκμαν και Ζίντχοφ αποκάλυψαν το εξαίσια ακριβές σύστημα ελέγχου για την μεταφορά και την παράδοση του κυτταρικού φορτίου», αναφέρει η Επιτροπή Νόμπελ που συνεδρίασε στο Ινστιτούτο Καρολίνσκα της Σουηδίας, στην ανακοίνωσή της για την απονομή του βραβείου, που συνοδεύεται από χρηματικό έπαθλο 8 εκατ. κορόνων (περίπου 884.000 ευρώ).

Oι τρεις επιστήμονες αποκάλυψαν τον μηχανισμό εκείνον που επιτρέπει την μεταφορά συγκεκριμένων μορίων σε συγκεκριμένα σημεία και στην κατάλληλη χρονική στιγμή. Τα κύτταρα είναι ουσιαστικά εργοστάσια παραγωγής μορίων, όπως για παράδειγμα η ινσουλίνη που απελευθερώνεται στο αίμα, ή οι νευροδιαβιβαστές που μεσολαβούν στην επικοινωνία των νευρικών κυττάρων. Τα μόρια αυτά πακετάρονται μέσα στα κύτταρα σε σφαιρίδια από μεμβράνες τα οποία ονομάζονται κυστίδια.

Οι τρεις ερευνητές ανακάλυψαν τον μηχανισμό που ρυθμίζει την κυκλοφορία των κυστιδίων, ένα σημαντικό σύστημα μεταφοράς στα κύτταρά μας και εξήγησαν πώς τα κυστίδια φτάνουν τη σωστή στιγμή στο σωστό στόχο

Κυτταρικός τροχονόμος

Και ενώ η αναγκαιότητα της ύπαρξης ενός μηχανισμού με ρόλο τροχονόμου στο κύτταρο ήταν σαφής, μέχρι τη δεκαετία του 1970, οι επιστήμονες δεν γνώριζαν και πολλά γι αυτόν. Έτσι, ο Randy Schekman  αποφάσισε να εργαστεί με μύκητες προκειμένου να αναζητήσει σε αυτό το απλό σύστημα την γενετική βάση του μηχανισμού. Εντοπίζοντας μεταλλάξεις οι οποίες είχαν σαν αποτέλεσμα την παρεμπόδιση του ενδοκυτταρικού μηχανισμού μεταφοράς μορίων, ο Αμερικανός επιστήμονας πέτυχε να αποκαλύψεις τις τρεις ομάδες γονιδίων που απαιτούνται για την ρύθμισή του.

Ο μηχανισμός μεταφοράς μορίων από το ένα σημείο του κυττάρου στο άλλο καθώς και η απελευθέρωση των μορίων σε καλά καθορισμένα σημεία περιλαμβάνει κατ αρχάς τον σχηματισμό κυστιδίων, δομών που μοιάζουν με φούσκες και οι οποίες περικλείουν τα προς μεταφορά μόρια. 

Στην δεκαετία του 80, ο επίσης Αμερικανός James Rothman εργαζόμενος με κύτταρα θηλαστικών ξετύλιξε τον μηχανισμό των πρωτεϊνών που επιτρέπει στα κυστίδια να συγχωνεύονται με τους στόχους τους, για να πραγματοποιηθεί η μεταφορά του φορτίου τους.

Το ότι ένα κυστίδιο έχει προσδεθεί σε ένα σημείο της κυτταρικής μεμβράνης δεν αρκεί για να αδειάσει σε αυτό το σημείο και το φορτίο του. Στην πραγματικότητα κάτι τέτοιο θα μπορούσε να είναι και καταστροφικό αν δεν υπάρχει ο σωστός συγχρονισμός. 

Το πότε θα γίνει η απελευθέρωση του φορτίου αποκάλυψε ο τρίτος από τους εφετινούς τιμώμενους. Ο γερμανικής καταγωγής Thomas Sudhof αποκάλυψε το πότε και πώς δίνεται εντολή στα κυστίδια ώστε να απελευθερώσουν το φορτίο τους με ακρίβεια. Πειραματιζόμενος  με νευρικά κύτταρα προσδιόρισε τις πρωτεΐνες που δίνουν εντολή στα κυστίδια να απελευθερώσουν το φορτίο τους. Η εντολή ενεργοποιείται από την είσοδο στο κύτταρο ιόντων ασβεστίου, η είσοδος των οποίων στο κύτταρο ενεργοποιεί την πρωτεΐνη-διακόπτη.

Ο μηχανισμός που αποκάλυψαν οι εφετινοί τιμώμενοι είναι τόσο κεντρικής σημασίας για την ανθρώπινη φυσιολογία που έστω και ένα μικρό ελάττωμά του οδηγεί σε σοβαρές ασθένειες. Ο συνδυασμός των επιτευγμάτων των τριών ερευνητών, αποκάλυψε το εξαιρετικά ακριβές σύστημα ελέγχου για τη μεταφορά και την παράδοση των κυτταρικών φορτίων. Οι διαταραχές αυτού του συστήματος έχει βλαβερές επιπτώσεις για τον ανθρώπινο οργανισμό και συμβάλει σε νευρολογικές ασθένειες, διαβήτη και διαταραχές του ανοσοποιητικού συστήματος.

Βίντεο: Η ανακοίνωση για το Νόμπελ Ιατρικής και Φυσιολογίας 2013

Πηγή 

 www.nobelprize.org